Python 偏函式介紹及應用

Python的functools模組提供了很多有用的功能,其中一個就是偏函式(Partial function)。要注意,這裡的偏函式和數學意義上的偏函式不一樣。Python 偏函式是透過 functools 模組被使用者呼叫。

函式在執行時，要帶上所有必要的引數進行呼叫。但是，有時引數可以在函式被呼叫之前提前獲知。這種情況下，一個函式有一個或多個引數預先就能用上，以便函式能用更少的引數進行呼叫。

偏函式是將所要承載的函式作為partial()函式的第一個引數，原函式的各個引數依次作為partial()函式後續的引數，除非使用關鍵字引數。

透過語言描述可能無法理解偏函式是怎麼使用的，那麼就舉一個常見的例子來說明。在這個例子裡，我們實現了一個取餘函式，對於整數 100，取得對於不同數 m 的 100%m 的餘數。

from functools import partial
 
def mod( n, m ):
  return n % m
 
mod_by_100 = partial( mod, 100 )
 
print mod( 100, 7 )  # 2
print mod_by_100( 7 )  # 2

由於之前看到的例子一般選擇加法或乘法來講解，無法體會偏函式引數的位置問題，容易給人造成 partial 的第二個引數也是原函式的第二個引數的假象，所以我在這裡選擇 mod 來講解。

而對於有關鍵字引數的情況下，就可以不按照原函式的引數位置和個數了。下面再看一個例子，講的是如何進行不同的進位制轉換。

from functools import partial
 
bin2dec = partial( int, base=2 )
print bin2dec( '0b10001' )  # 17
print bin2dec( '10001' )  # 17
 
hex2dec = partial( int, base=16 )
print hex2dec( '0x67' )  # 103
print hex2dec( '67' )  # 103

偏函式的這些應用看似簡單，用途卻很大，可以很好的執行DRY原則，節省程式設計成本。

關於偏函式，可以對現有函式進行加強。

>>> import functools
>>> int2 =functools.partial (int, base=2) # 把 int 的轉換設為二進位制了，這裡 base 是 int 函式表示進位制的引數。
>>>int2('1000000')
64
>>>int2('1010101')
85

在重設之後, 也可以在函式呼叫時傳入其他值:

>>> int2('1000000', base=10)  # 這裡 base 變成了 10，覆蓋了已設的預設值 2。
1000000

注意這裡在建立新的偏函式後，依舊可以更改已經設定的預設值，但是必須清晰指出是更改了 base 的值。

否則如果直接傳如一個數值會報錯:

int2('100', 10)  # 報錯，10 前未加 base=，不能分辨這是傳給 base 的

原因如下:

建立偏函式時，實際上可以接收函式物件、*args 和 **kw 這 3 個引數，當傳入：

int2 =functools.partial(int, base=2)  # int 是函式物件，base=2 是 **kw，沒有傳入 *args 引數

實際上固定了 int() 函式的關鍵字引數 base，也就是：

int2('10010')

相當於：

kw = { 'base': 2 }
int('10010', **kw)  # 如果不指明 base=2 而只是傳入 2 的話，那麼 2 被認為是 *args 的值

當傳入：

max2 =functools.partial(max, 10)  # 這裡的 10 顯然就是作為 *args 裡的值傳入的

實際上會把 10 作為 *args 的一部分自動加到引數列表裡去，也就是：

max2(5,6, 7)  # 原本有 *args 的列表，然後會把 10 再加進去

相當於：

args = (10, 5, 6, 7)
max(*args)

結果為 10。

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