你知道 Python裡的「單分派泛函式」?

Python程式設計時光發表於2019-04-17

泛型,如果你學過Java ,應該對它不陌生吧。但你可能不知道在 Python 中(3.4+ ),也可以實現簡單的泛型函式。

在Python中只能實現基於單個(第一個)引數的資料型別來選擇具體的實現方式,官方名稱 是 single-dispatch。你或許聽不懂,說簡單點,就是可以實現第一個引數的資料型別不同,其呼叫的函式也就不同。

singledispatch 是 PEP443 中引入的,如果你對此有興趣,PEP443 應該是最好的學習文件:

www.python.org/dev/peps/pe…

A generic function is composed of multiple functions implementing the same operation for different types. Which implementation should be used during a call is determined by the dispatch algorithm. When the implementation is chosen based on the type of a single argument, this is known as single dispatch.

它使用方法極其簡單,只要被singledispatch 裝飾的函式,就是一個單分派的(single-dispatch )的泛函式(generic functions)。

單分派:根據一個引數的型別,以不同方式執行相同的操作的行為。

多分派:可根據多個引數的型別選擇專門的函式的行為。

泛函式:多個函式綁在一起組合成一個泛函式。

這邊舉個簡單的例子,介紹一下使用方法

from functools import singledispatch

@singledispatch
def age(obj):
    print('請傳入合法型別的引數!')

@age.register(int)
def _(age):
    print('我已經{}歲了。'.format(age))

@age.register(str)
def _(age):
    print('I am {} years old.'.format(age))


age(23)  # int
age('twenty three')  # str
age(['23'])  # list
複製程式碼

執行結果

我已經23歲了。
I am twenty three years old.
請傳入合法型別的引數!
複製程式碼

說起泛型,其實在 Python 本身的一些內建函式中並不少見,比如 len()iter()copy.copy()pprint()

你可能會問,它有什麼用呢?實際上真沒什麼用,你不用它或者不認識它也完全不影響你編碼。

我這裡舉個例子,你可以感受一下。

大家都知道,Python 中有許許多的資料型別,比如 str,list, dict, tuple 等,不同資料型別的拼接方式各不相同,所以我這裡我寫了一個通用的函式,可以根據對應的資料型別對選擇對應的拼接方式拼接,而且不同資料型別我還應該提示無法拼接。以下是簡單的實現。

def check_type(func):
    def wrapper(*args):
        arg1, arg2 = args[:2]
        if type(arg1) != type(arg2):
            return '【錯誤】:引數型別不同,無法拼接!!'
        return func(*args)
    return wrapper


@singledispatch
def add(obj, new_obj):
    raise TypeError

@add.register(str)
@check_type
def _(obj, new_obj):
    obj += new_obj
    return obj


@add.register(list)
@check_type
def _(obj, new_obj):
    obj.extend(new_obj)
    return obj

@add.register(dict)
@check_type
def _(obj, new_obj):
    obj.update(new_obj)
    return obj

@add.register(tuple)
@check_type
def _(obj, new_obj):
    return (*obj, *new_obj)

print(add('hello',', world'))
print(add([1,2,3], [4,5,6]))
print(add({'name': 'wangbm'}, {'age':25}))
print(add(('apple', 'huawei'), ('vivo', 'oppo')))

# list 和 字串 無法拼接
print(add([1,2,3], '4,5,6'))
複製程式碼

輸出結果如下

hello, world
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
{'name': 'wangbm', 'age': 25}
('apple', 'huawei', 'vivo', 'oppo')
【錯誤】:引數型別不同,無法拼接!!
複製程式碼

如果不使用singledispatch 的話,你可能會寫出這樣的程式碼。

def check_type(func):
    def wrapper(*args):
        arg1, arg2 = args[:2]
        if type(arg1) != type(arg2):
            return '【錯誤】:引數型別不同,無法拼接!!'
        return func(*args)
    return wrapper

@check_type
def add(obj, new_obj):
    if isinstance(obj, str) :
        obj += new_obj
        return obj

    if isinstance(obj, list) :
        obj.extend(new_obj)
        return obj

    if isinstance(obj, dict) :
        obj.update(new_obj)
        return obj

    if isinstance(obj, tuple) :
        return (*obj, *new_obj)

print(add('hello',', world'))
print(add([1,2,3], [4,5,6]))
print(add({'name': 'wangbm'}, {'age':25}))
print(add(('apple', 'huawei'), ('vivo', 'oppo')))

# list 和 字串 無法拼接
print(add([1,2,3], '4,5,6'))
複製程式碼

輸出如下

hello, world
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
{'name': 'wangbm', 'age': 25}
('apple', 'huawei', 'vivo', 'oppo')
【錯誤】:引數型別不同,無法拼接!!
複製程式碼

以上是我個人的一些理解,如有誤解誤傳,還請你後臺留言幫忙指正!


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