Python 里的「单分派泛函数」到底是什么？

时间：2019-04-17 22:53:49 阅读：131 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

泛型，如果你学过Java ，应该对它不陌生吧。但你可能不知道在 Python 中（3.4+ ），也可以实现简单的泛型函数。

在Python中只能实现基于单个（第一个）参数的数据类型来选择具体的实现方式，官方名称是 single-dispatch。你或许听不懂，说简单点，就是可以实现第一个参数的数据类型不同，其调用的函数也就不同。

singledispatch 是 PEP443 中引入的，如果你对此有兴趣，PEP443 应该是最好的学习文档：

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.

它使用方法极其简单，只要被singledispatch 装饰的函数，就是一个单分派的（single-dispatch ）的泛函数（generic functions）。

单分派：根据一个参数的类型，以不同方式执行相同的操作的行为。

多分派：可根据多个参数的类型选择专门的函数的行为。

泛函数：多个函数绑在一起组合成一个泛函数。

这边举个简单的例子，介绍一下使用方法

from functools import singledispatch

@singledispatch
def age(obj):
    print('请传入合法类型的参数！')

@age.register(int)
def _(age):
    print('我已经{}岁了。'.format(age))

@age.register(str)
def _(age):
    print('I am {} years old.'.format(age))


age(23)  # int
age('twenty three')  # str
age(['23'])  # list

执行结果

我已经23岁了。
I am twenty three years old.
请传入合法类型的参数！

说起泛型，其实在 Python 本身的一些内建函数中并不少见，比如 len() ， iter()，copy.copy() ，pprint() 等

你可能会问，它有什么用呢？实际上真没什么用，你不用它或者不认识它也完全不影响你编码。

我这里举个例子，你可以感受一下。

大家都知道，Python 中有许许多的数据类型，比如 str，list， dict， tuple 等，不同数据类型的拼接方式各不相同，所以我这里我写了一个通用的函数，可以根据对应的数据类型对选择对应的拼接方式拼接，而且不同数据类型我还应该提示无法拼接。以下是简单的实现。

def check_type(func):
    def wrapper(*args):
        arg1, arg2 = args[:2]
        if type(arg1) != type(arg2):
            return '【错误】：参数类型不同，无法拼接!!'
        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 无法拼接
print(add([1,2,3], '4,5,6'))

输出结果如下

hello, world
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
{'name': 'wangbm', 'age': 25}
('apple', 'huawei', 'vivo', 'oppo')
【错误】：参数类型不同，无法拼接!!

如果不使用singledispatch 的话，你可能会写出这样的代码。

def check_type(func):
    def wrapper(*args):
        arg1, arg2 = args[:2]
        if type(arg1) != type(arg2):
            return '【错误】：参数类型不同，无法拼接!!'
        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 无法拼接
print(add([1,2,3], '4,5,6'))

输出如下