Python 函式如何過載？

weixin_34409703發表於2019-04-21
Python函式

什麼是函式過載？簡單的理解，支援多個同名函式的定義，只是引數的個數或者型別不同，在呼叫的時候，直譯器會根據引數的個數或者型別，呼叫相應的函式。

過載這個特性在很多語言中都有實現，比如 C++、Java 等，而 Python 並不支援。這篇文章呢，通過一些小技巧，可以讓 Python 支援類似的功能。

引數個數不同的情形

先看看這種情況下 C++ 是怎麼實現過載的

#include <iostream>
using namespace std;

int func(int a)
{
	cout << 'One parameter' << endl;
}

int func(int a, int b)
{
	cout << 'Two parameters' << endl;
}

int func(int a, int b, int c)
{
	cout << 'Three parameters' << endl;
}
複製程式碼

如果 Python 按類似的方式定義函式的話，不會報錯，只是後面的函式定義會覆蓋前面的，達不到過載的效果。

>>> def func(a):
...     print('One parameter')
... 
>>> def func(a, b):
...     print('Two parameters')
... 
>>> def func(a, b, c):
...     print('Three parameters')
... 
>>> func(1)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: func() missing 2 required positional arguments: 'b' and 'c'
>>> func(1, 2)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: func() missing 1 required positional argument: 'c'
>>> func(1, 2, 3)
Three parameters
複製程式碼

但是我們知道，Python 函式的形參十分靈活，我們可以只定義一個函式來實現相同的功能，就像這樣

>>> def func(*args):
...     if len(args) == 1:
...         print('One parameter')
...     elif len(args) == 2:
...         print('Two parameters')
...     elif len(args) == 3:
...         print('Three parameters')
...     else:
...         print('Error')
... 
>>> func(1)
One parameter
>>> func(1, 2)
Two parameters
>>> func(1, 2, 3)
Three parameters
>>> func(1, 2, 3, 4)
Error
複製程式碼

引數型別不同的情形

同樣，先看下當前情況下 C++ 的過載是怎麼實現的

#include <iostream>
using namespace std;

int func(int a)
{
	cout << 'Int: ' << a << endl;
}

int func(float a)
{
	cout << 'Float: ' << a << endl;
}
複製程式碼

程式碼中，func 支援兩種型別的引數：整形和浮點型。呼叫時，直譯器會根據引數型別去尋找合適的函式。Python 要實現類似的功能，需要藉助 functools.singledispatch 裝飾器。

from functools import singledispatch

@singledispatch
def func(a):
	print(f'Other: {a}')

@func.register(int)
def _(a):
	print(f'Int: {a}')

@func.register(float)
def _(a):
	print(f'Float: {a}')

if __name__ == '__main__':
	func('zzz')
	func(1)
	func(1.2)
複製程式碼

func 函式被 functools.singledispatch 裝飾後，又根據不同的引數型別繫結了另外兩個函式。當引數型別為整形或者浮點型時，呼叫繫結的對應的某個函式，否則，呼叫自身。

執行結果

Other: zzz
Int: 1
Float: 1.2
複製程式碼

需要注意的是，這種方式只能夠根據第一個引數的型別去確定最後呼叫的函式。

關於 singledispatch 的更多細節請看官方文件

https://docs.python.org/3.6/library/functools.html#functools.singledispatch
複製程式碼

注意：函式返回值不同也是過載的一種情況，暫時沒有比較好的 Python 實現方式，所以沒有提及

個人覺得，過載就是為了語言的靈活性而設計的，而 Python 函式本來就有不少巧妙的設計，這個時候去仿這個技術，其實沒有多大必要，而且感覺有些違背 Python 的哲學。所以，本文更多的是在講如何模仿，而對於過載的使用場景並沒有作多少說明。

本文首發於公眾號「小小後端」。

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