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python?泛型函數--singledispatch的使用解讀_python

作者：晨曦之梟 ? 更新時間： 2022-11-17 編程語言

@functools.singledispatch

將一個函數轉變為單一分派的泛型函數

用 @singledispatch裝飾一個函數，將定義一個泛型函數。注意，我們創建的函數獲得分派的依據是第一個參數的類型:

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

使用泛函數的register()屬性，重載泛函數的實現。泛函數的register()屬性是一個裝飾器。對于有類型注釋的函數，這個裝飾器將自動匹配第一個參為該類型的已注冊函數重載泛函數：

@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)

當我們調用泛函數fun時，泛函數根據第一個參數的類型來分派相應的函數來重載實現。

第一個參數為int類型時：

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

第一個參數為list類型時：

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

如果用泛函數的register()屬性進裝飾的函數的參數沒有類型注釋，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

為了能注冊之前存在的函數和匿名函數，register()屬性可以當作功能函數使用。

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，官網沒有這個例子

注：經本人實驗，如果泛函數出兩個可分派的函數，那么，泛涵數將選擇離調用最近的可分派的函數，即，泛函數將分派在順序上最后定義的函數。

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

這個register()屬性將返回一個未被裝飾的函數，這個函數將激活裝飾器的堆棧空間，同時為它創建一個獨的測試運行單元。

>>>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

如果泛函數給出的具體類型，沒有對應的注冊函數的實現，那么泛函數將去尋找更一般化的實現。用@singledispatch裝飾的原函數被注冊了基本類型–object類型，也就是說如果找不到更好的實現，那么將使用@singledispatch裝飾的原函數：

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，可查看我們都注冊了哪些類型的函數實現

>>> 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實現單分派泛函數和多分派泛函數

本次的主題是逐漸闖入無人區的泛型！！！

說到泛型，學過java的一定不陌生，泛型的本質是參數化類型，也就是所操作的數據類型被指定為一個參數。但是，學過python的大家是否了解過這部分，或者是使用呢？

那么，python該如何實現泛型呢？

你別說，還真有一個庫可以實現！

我們首先導入singledispatch所在的庫：

from functools import singledispatch

這個庫只能針對函數的第一個參數進行泛型指定！

先指定一個主函數用singledispatch修飾一下，作為一個base，之后在定義一些“子函數”用 @主函數名.register作為修飾器，并傳入一個參數作為“子函數”第一個參數的類型的判斷（只能傳入一個參數）(這個參數就是“子函數”第一個參數的類型，也是主函數第一個參數的類型)。（注意：這里的子函數就是那個_，應為這個子函數只在泛函數里面會使用到，所以我們干脆不指定他的名字QAQ，函數的參數也和主函數一樣）

但是，這樣局限性也太大了，根本沒有什么實際用處，我們還要推廣到多分派泛函數！！！

多分派泛函數的實現：（因為python只能對第一個參數進行判斷泛型，所以我們需要添加一些自己的代碼實現多分派反函數）