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python?泛型函數(shù)--singledispatch的使用解讀

更新時(shí)間：2022年09月28日 08:35:07 作者：晨曦之梟

這篇文章主要介紹了python?泛型函數(shù)--singledispatch的使用解讀，具有很好的參考價(jià)值，希望對(duì)大家有所幫助。如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教

@functools.singledispatch

將一個(gè)函數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)閱我环峙傻姆盒秃瘮?shù)

用 @singledispatch裝飾一個(gè)函數(shù)，將定義一個(gè)泛型函數(shù)。注意，我們創(chuàng)建的函數(shù)獲得分派的依據(jù)是第一個(gè)參數(shù)的類型:

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

使用泛函數(shù)的register()屬性，重載泛函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。泛函數(shù)的register()屬性是一個(gè)裝飾器。對(duì)于有類型注釋的函數(shù)，這個(gè)裝飾器將自動(dòng)匹配第一個(gè)參為該類型的已注冊(cè)函數(shù)重載泛函數(shù)：

@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)

當(dāng)我們調(diào)用泛函數(shù)fun時(shí)，泛函數(shù)根據(jù)第一個(gè)參數(shù)的類型來(lái)分派相應(yīng)的函數(shù)來(lái)重載實(shí)現(xiàn)。

第一個(gè)參數(shù)為int類型時(shí)：

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

第一個(gè)參數(shù)為list類型時(shí)：

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

如果用泛函數(shù)的register()屬性進(jìn)裝飾的函數(shù)的參數(shù)沒(méi)有類型注釋，那么我們可以在register()裝飾器中明確聲明合適的類型：

@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

為了能注冊(cè)之前存在的函數(shù)和匿名函數(shù)，register()屬性可以當(dāng)作功能函數(shù)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，官網(wǎng)沒(méi)有這個(gè)例子

注：經(jīng)本人實(shí)驗(yàn)，如果泛函數(shù)出兩個(gè)可分派的函數(shù)，那么，泛涵數(shù)將選擇離調(diào)用最近的可分派的函數(shù)，即，泛函數(shù)將分派在順序上最后定義的函數(shù)。

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

這個(gè)register()屬性將返回一個(gè)未被裝飾的函數(shù)，這個(gè)函數(shù)將激活裝飾器的堆?？臻g，同時(shí)為它創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)的測(cè)試運(yùn)行單元。

>>>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

如果泛函數(shù)給出的具體類型，沒(méi)有對(duì)應(yīng)的注冊(cè)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)，那么泛函數(shù)將去尋找更一般化的實(shí)現(xiàn)。用@singledispatch裝飾的原函數(shù)被注冊(cè)了基本類型–object類型，也就是說(shuō)如果找不到更好的實(shí)現(xiàn)，那么將使用@singledispatch裝飾的原函數(shù)：

注：此例由本人提供。

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

使用只讀屬性registry，可查看我們都注冊(cè)了哪些類型的函數(shù)實(shí)現(xiàn)

>>> 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>

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

singledispatch實(shí)現(xiàn)單分派泛函數(shù)和多分派泛函數(shù)

本次的主題是逐漸闖入無(wú)人區(qū)的泛型?。?！

說(shuō)到泛型，學(xué)過(guò)java的一定不陌生，泛型的本質(zhì)是參數(shù)化類型，也就是所操作的數(shù)據(jù)類型被指定為一個(gè)參數(shù)。但是，學(xué)過(guò)python的大家是否了解過(guò)這部分，或者是使用呢？

那么，python該如何實(shí)現(xiàn)泛型呢？

你別說(shuō)，還真有一個(gè)庫(kù)可以實(shí)現(xiàn)！

我們首先導(dǎo)入singledispatch所在的庫(kù)：

from functools import singledispatch

這個(gè)庫(kù)只能針對(duì)函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)進(jìn)行泛型指定！

先指定一個(gè)主函數(shù)用singledispatch修飾一下，作為一個(gè)base，之后在定義一些“子函數(shù)”用 @主函數(shù)名.register作為修飾器，并傳入一個(gè)參數(shù)作為“子函數(shù)”第一個(gè)參數(shù)的類型的判斷（只能傳入一個(gè)參數(shù)）(這個(gè)參數(shù)就是“子函數(shù)”第一個(gè)參數(shù)的類型，也是主函數(shù)第一個(gè)參數(shù)的類型)。（注意：這里的子函數(shù)就是那個(gè)_，應(yīng)為這個(gè)子函數(shù)只在泛函數(shù)里面會(huì)使用到，所以我們干脆不指定他的名字QAQ，函數(shù)的參數(shù)也和主函數(shù)一樣）

但是，這樣局限性也太大了，根本沒(méi)有什么實(shí)際用處，我們還要推廣到多分派泛函數(shù)！??！

多分派泛函數(shù)的實(shí)現(xiàn)：（因?yàn)閜ython只能對(duì)第一個(gè)參數(shù)進(jìn)行判斷泛型，所以我們需要添加一些自己的代碼實(shí)現(xiàn)多分派反函數(shù)）