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python 泛型函数--singledispatch的使用解读

2024-04-02 19:04:59 556人浏览 薄情痞子

Python 官方文档:入门教程 => 点击学习

摘要

目录@functools.singledispatchsingledispatch实现单分派泛函数和多分派泛函数这个库只能针对函数的第一个参数进行泛型指定!!!!你以为这样就完结了?

@functools.singledispatch

将一个函数转变为单一分派的泛型函数

用 @singledispatch装饰一个函数,将定义一个泛型函数。注意,我们创建的函数获得分派的依据是第一个参数的类型:

from functools import singledispatch
@singledispatch
def fun(arg, verbose=False):
    if verbose:
        print("Let me just say,", end=" ")
    print(arg)

使用泛函数的reGISter()属性,重载泛函数的实现。泛函数的register()属性是一个装饰器。对于有类型注释的函数,这个装饰器将自动匹配第一个参为该类型的已注册函数重载泛函数:

@fun.register
def _(arg: int, verbose=False):
    if verbose:
        print("Strength in numbers, eh?", end=" ")
    print(arg)
@fun.register
def _(arg: list, verbose=False):
    if verbose:
        print("Enumerate this:")
    for i, elem in enumerate(arg):
        print(i, elem)

当我们调用泛函数fun时,泛函数根据第一个参数的类型来分派相应的函数来重载实现。

第一个参数为int类型时:

>>> fun(42, verbose=True)
Strength in numbers, eh? 42

第一个参数为list类型时:

>>> fun(['spam', 'spam', 'eggs', 'spam'], verbose=True)
Enumerate this:
0 spam
1 spam
2 eggs
3 spam

如果用泛函数的register()属性进装饰的函数的参数没有类型注释,那么我们可以在register()装饰器中明确声明合适的类型:

@fun.register(complex)
def _(arg, verbose=False):
    if verbose:
        print("Better than complicated.", end=" ")
    print(arg.real, arg.imag)
>>>fun(6+5j, verbose=True)
Better than complicated. 6.0 5.0

为了能注册之前存在的函数和匿名函数,register()属性可以当作功能函数使用。

def nothing(arg, verbose=False):
    print("Nothing.")
    
fun.register(type(None), nothing)
fun.register(int,  lambda x, y, verbose=False: x+y) # 本人添加的,官网没有这个例子

注:经本人实验,如果泛函数出两个可分派的函数,那么,泛涵数将选择离调用最近的可分派的函数,即,泛函数将分派在顺序上最后定义的函数。

>>> fun(None)
Nothing.
>>>fun(1,2)
3

这个register()属性将返回一个未被装饰的函数,这个函数将激活装饰器的堆栈空间,同时为它创建一个独的测试运行单元。

>>>import decimal
>>> @fun.register(float)
... @fun.register(decimal.Decimal)
... def fun_num(arg, verbose=False):
...     if verbose:
...         print("Half of your number:", end=" ")
...     print(arg / 2)
...
>>> fun_num is fun
False

如果泛函数给出的具体类型,没有对应的注册函数的实现,那么泛函数将去寻找更一般化的实现。用@singledispatch装饰的原函数被注册了基本类型–object类型,也就是说如果找不到更好的实现,那么将使用@singledispatch装饰的原函数:

注:此例由本人提供。

>>>fun(bool,verbose=True)
Let me just say, <class 'bool'>

使用只读属性registry,可查看我们都注册了哪些类型的函数实现

>>> fun.registry.keys()
dict_keys([<class 'object'>, <class 'decimal.Decimal'>, <class 'float'>, <class 'int'>, <class 'list'>, <class 'complex'>, <class 'NoneType'>])
>>> fun.registry
{<class 'object'>: <function fun at 0x00000225F21AC268>, <class 'decimal.Decimal'>: <function fun_num at 0x00000225F2517378>, <class 'float'>: <function fun_num at 0x00000225F2517378>, <class 'int'>: <function <lambda> at 0x00000225F2596488>, <class 'list'>: <function _ at 0x00000225F25172F0>, <class 'complex'>: <function _ at 0x00000225F2596400>, <class 'NoneType'>: <function nothing at 0x00000225F258E400>}
>>> fun.registry[float]
<function fun_num at 0x00000225F2517378>
>>>fun.registry[object]
<function fun at 0x00000225F21AC268>

官方链接:https://docs.python.org/3/library/functools.html?highlight=functools wraps#functools.update_wrapper

singledispatch实现单分派泛函数和多分派泛函数

本次的主题是逐渐闯入无人区的泛型!!!

说到泛型,学过java的一定不陌生,泛型的本质是参数化类型,也就是所操作的数据类型被指定为一个参数。但是,学过Python的大家是否了解过这部分,或者是使用呢?

那么,python该如何实现泛型呢?

你别说,还真有一个库可以实现!

我们首先导入singledispatch所在的库:

from functools import singledispatch

这个库只能针对函数的第一个参数进行泛型指定!

先指定一个主函数用singledispatch修饰一下,作为一个base, 之后在定义一些“子函数”用 @主函数名.register作为修饰器,并传入一个参数作为“子函数”第一个参数的类型的判断(只能传入一个参数)(这个参数就是“子函数”第一个参数的类型,也是主函数第一个参数的类型)。(注意:这里的子函数就是那个_,应为这个子函数只在泛函数里面会使用到,所以我们干脆不指定他的名字QAQ, 函数的参数也和主函数一样)

但是,这样局限性也太大了,根本没有什么实际用处,我们还要推广到多分派泛函数!!!

多分派泛函数的实现:(因为python只能对第一个参数进行判断泛型,所以我们需要添加一些自己的代码实现多分派反函数)

 我们在单分派的基础上使用isinstance进行了判断,保证其他参数的类型的一致性。

以上的多分派泛函数也可以这样写:

 每一个子函数使用了两个修饰器,但是这两个修饰器都是针对第一个参数的。

!!!你以为这样就完结了???

python 3.5  推出了新特性——参数后面加一个冒号和函数后面加一个->的用法:

(冒号是指该参数应该的参数类型,箭头是指函数应该的返回值)

他也是指定了参数的类型,但是呢,就算你传入的类型和冒号后面的不一样,也并不会报错(除非你有语法错误),所以,这并不是泛型。

但是他和泛型也有些关系,这涉及到了register修饰器的第二个用法:

 省略了register的参数,而使用’:‘符号进行指定。

!!!完结!!!

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持编程网。

--结束END--

本文标题: python 泛型函数--singledispatch的使用解读

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