Python 中的單分派泛函數(shù)你真的了解嗎

更新時間：2021年06月21日 17:53:39 作者：返回主頁Python編程時光

singledispatch是標準庫functools模塊的函數(shù) 可以把整體方案拆成多個模塊，甚至可以為你無法修改的類提供專門的函數(shù)，使用@singledispatch裝飾的函數(shù)會變成泛函數(shù)，本文帶領大家再次學習Python 中的單分派泛函數(shù)，一起學習下吧

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(xiàn)簡單的泛型函數(shù)。

在Python中只能實現(xiàn)基于單個（第一個）參數(shù)的數(shù)據(jù)類型來選擇具體的實現(xiàn)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(xiàn)第一個參數(shù)的數(shù)據(jù)類型不同，其調用的函數(shù)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檔：

https://www.python.org/dev/peps/pep-0443/

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 裝飾的函數(shù)，就是一個單分派的（single-dispatch ）的泛函數(shù)（generic functions）。

單分派：根據(jù)一個參數(shù)的類型，以不同方式執(zhí)行相同的操作的行為。
多分派：可根據(jù)多個參數(shù)的類型選擇專門的函數(shù)的行為。

泛函數(shù)：多個函數(shù)綁在一起組合成一個泛函數(shù)。

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('請傳入合法類型的參數(shù)！')

@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

執(zhí)行結果

我已經23歲了。
I am twenty three years old.
請傳入合法類型的參數(shù)！

說起泛型，其實在 Python 本身的一些內建函數(shù)中并不少見，比如 len() ， iter()，copy.copy() ，pprint() 等

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

我這里舉個例子，你可以感受一下。

大家都知道，Python 中有許許多的數(shù)據(jù)類型，比如 str，list， dict， tuple 等，不同數(shù)據(jù)類型的拼接方式各不相同，所以我這里我寫了一個通用的函數(shù)，可以根據(jù)對應的數(shù)據(jù)類型對選擇對應的拼接方式拼接，而且不同數(shù)據(jù)類型我還應該提示無法拼接。以下是簡單的實現(xiàn)。

def check_type(func):
    def wrapper(*args):
        arg1, arg2 = args[:2]
        if type(arg1) != type(arg2):
            return '【錯誤】：參數(shù)類型不同，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 字符串 無法拼接
print(add([1,2,3], '4,5,6'))

輸出結果如下

hello, world
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
{'name': 'wangbm', 'age': 25}
('apple', 'huawei', 'vivo', 'oppo')
【錯誤】：參數(shù)類型不同，無法拼接!!

如果不使用singledispatch 的話，你可能會寫出這樣的代碼。

def check_type(func):
    def wrapper(*args):
        arg1, arg2 = args[:2]
        if type(arg1) != type(arg2):
            return '【錯誤】：參數(shù)類型不同，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 字符串 無法拼接
print(add([1,2,3], '4,5,6'))

輸出如下