functools模塊學習

• 1. partial(func, /, *args, **kwargs)
• 2. partialmethod(func, /, *args, **kwargs)
• 3. update_wrapper(wrapper, warpped, assigned=WRAPPER_ASSIGNMEDTS, updated=WRAPPER_UPDATES)
• 4. wraps(wrapped, assigned=WRAPPER_ASSIGNMENTS, updasted=WRAPPER_UPDATES)
• 5. singledispatch(func)
• 6. singledispatchmethod(func)
• 7. cached_property(func)
• 8. lru_cache(user_function) / lru_cache(maxsize=128, typed=False)

1. partial(func, /, *args, **kwargs)

• 封裝原函式并回傳一個partial object物件, 可直接呼叫
• 固定原函式的部分引數, 相當于為原函式添加了固定的默認值
  相當于如下代碼:

def partial(func, /, *args, **kwargs):
    def newfunc(*fargs, **fkwargs):
        newkwargs = {**kwargs, **fkwargs}
        return func(*args, *fargs, **newkwargs)
    newfunc.func = func
    newfunc.args = args
    newfunc.kwargs = kwargs
    return newfunc

例如, 需要一個默認轉換二進制的int()函式:

>>> from functools import partial
>>> basetwo = partial(int, base=2)
>>> basetwo.__doc__ = 'Convert base 2 string to an int.'
>>> basetwo('10010')
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2. partialmethod(func, /, *args, **kwargs)

• 與partial用法相同, 專門用于類定義中(由于類定義中第一個引數默認需要self/cls, 所以partial不適用)
• 在類中, 不論普通方法, staticmethod, classmethod還是abstractmethod都適用

例如:

class Cell:
    def __init__(self):
        self._alive = False
    
    @property
    def alive(self):
        return self._alive
    
    def set_alive(self, state):
        self._alive = bool(state)
    set_alive = partialmethod(set_state, True)
    set_dead = partialmethod(set_state, False)

>>> c = Cell()
>>> c.alive
False
>>> c.set_alive()
>>> c.alive
True

3. update_wrapper(wrapper, warpped, assigned=WRAPPER_ASSIGNMEDTS, updated=WRAPPER_UPDATES)

• 更新裝飾函式(wrapper), 使其看起來更像被裝飾函式(wrapped)
• 主要用在裝飾器中, 包裹被裝飾函式, 并回傳一個更新后的裝飾函式. 如果裝飾函式沒有更新, 那么回傳的函式的元資料將來自裝飾器, 而不是原始函式
• 兩個可選引數用來指定原始函式的哪些屬性直接賦值給裝飾函式, 哪些屬性需要裝飾函式做相應的更新. 默認值是模塊級常量WRAPPER_ASSIGNMENTS(賦值裝飾函式的__module__, __name__, __qualname__, __annotations__和__doc__屬性)和WRAPPER_UpDATED(更新裝飾函式的__dict__屬性)

4. wraps(wrapped, assigned=WRAPPER_ASSIGNMENTS, updasted=WRAPPER_UPDATES)

• 簡化呼叫update_wrapper的程序, 作為裝飾器使用
• 相當于partial(update_wrapper, wrapped=wrapped, assigned=assigned, updated=updated)

例如:

def my_decorator(f):
    @wraps(f)
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print('Calling decorated function')
        return f(*args, **kwargs)
    return wrapper

@my_decorator
def example():
    """Docstring"""
    print('Called example function')

>>> example()
Calling decorated function
Called example function
>>> example.__name__
'example'
>>> example.__doc__
'Docstring'

如果沒有使用wraps, 那么被裝飾函式的名字將會是wrapper, 而且原始函式example的檔案字串將會丟失.

5. singledispatch(func)

• 作為裝飾器使用, 將被裝飾函式轉換為一個泛函式(generic function)
• 根據第一個引數的型別分派執行不同的操作

例如:

@singledispatch
def fun(arg, verbose=False):
    if verbose:
        print('Let me just say,', end='')
    print(arg)

@fun.register(int)
def _(arg, verbose=False):
    if verbose:
        print('Strength in numbers, eh?', end='')
    print(arg)

@fun.register(list)
def _(arg, verbose=False)
    if verbose:
        print('Enumerate this: ')
    for i, elem in enumerate(arg):
        print(i, elem)


>>> fun('Hello World')
Hello World
>>> fun('test', verbose=True)
Let me just say, test
>>> fun(123, verbose=True)
Strength in numbers, eh? 123
>>> fun(['Issac', 'Chaplin', 'Mr Bean'], verbose=True)
Enumerate this:
0 Issac
1 Chaplin
2 Mr Bean

可以使用"函式型別注釋"替代上面顯式指定型別

@fun.register
def _(arg: int, verbose=False):
    pass

6. singledispatchmethod(func)

• 將方法裝飾為泛函式
• 根據第一個非self或非cls引數的型別分派執行不同的操作
• 可以與其他裝飾器嵌套使用, 但singledispatchmethod,dispatcher.register必須在最外層
• 其他用法與singledispatch相同

例如:

class Negator:
    @singledispatchmethod
    @classmethod
    def neg(cls, arg):
        raise NotImplementedError("Cannot negate a")
    
    @neg.register
    @classmethod
    def _(cls, arg: int):
        return -arg
    
    @neg.register
    @classmethod
    def _(cls, arg: bool):
        return not arg

7. cached_property(func)

• 將方法轉換為一個屬性, 與@property相似
• 被裝飾的方法僅計算一次, 之后作為普通實體屬性被快取
• 要求實體擁有可變的__dict__屬性(在元類或宣告的__slots__中未包含__dict__的類中不可用)

例如:

class DataSet:
    def __init__(self, sequence_of_numbers):
        self._data = https://www.cnblogs.com/thunderLL/p/sequence_of_numbers
    
    @cached_property
    def stdev(self):
        return statistics.stdev(self._data)
    
    @cached_property
    def variance(self):
        return statistics.variance(self._data)

cached_property的底層是一個非資料描述符, 在func第一次計算時, 將結果保存在實體的一個同名屬性中(實體的__dict__中), 由于實體屬性的優先級大于非資料描述符, 之后的所有呼叫只直接取實體屬性而不會再次計算

8. lru_cache(user_function) / lru_cache(maxsize=128, typed=False)

• 快取被裝飾函式的最近maxsize次的呼叫結果
• maxsize如果設定為None, LRU快取機制將不可用, 快取會無限增長.maxsize的值最好是2的n次冪
• 由于底層使用字典快取結果, 所以被裝飾函式的引數必須可哈希.
• 不同的引數模式會分開快取為不用的條目, 例如f(a=1, b=2)和f(b=2, a=1)就會作為兩次快取
• 如果typed設定為True, 不同型別的函式引數將會被分開快取, 例如f(3)和f(3.0)

例如:

@lru_cache(maxsize=None)
def fib(n):
    if n < 2:
        return n
    return fib(n-1) + fib(n-2)

>>> [fib(n) for n in range(16)]
[0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610]
>>> fib.cache_info()
CacheInfo(hits=28, misses=16, maxsize=None, currsize=16)

標籤：Python

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