Python 偏函数

函数是Python中重要的概念之一，它为我们提供了封装代码的能力，增加了代码的可读性和复用性。Python中的函数还有一个非常强大的功能就是偏函数。

一、什么是偏函数

偏函数是指我们可以固定一个函数的一些参数，形成一个新的函数。这个新的函数只需要传递没有被固定的参数即可。

举个例子，我们要定义一个简单的加法函数。

defadd(x,y):
returnx+y

如果我们在另外一个函数中需要多次调用add函数，在每次调用时传递的参数都一样，我们可以使用偏函数来创建一个新的add函数，这个新的函数接收一个参数并且这个参数是被我们固定了的，这样在调用这个新的函数时，我们只需要传递一个参数即可。

fromfunctoolsimportpartial

new_add=partial(add,2)

result1=new_add(3)#5
result2=new_add(4)#6
result3=new_add(5)#7

partial函数接收一个函数和一些参数，在我们的例子中，我们将add函数和参数2作为partial函数的参数，得到了新的函数new_add。当我们调用new_add(3)时，实际上相当于调用了add(2, 3)，其结果为5。

二、如何使用偏函数

1. partial函数的基本用法

使用偏函数需要导入functools模块，我们使用partial函数来创建新的函数。

partial函数的第一个参数是一个函数，后面可以跟任意数量的参数。partial函数的返回值是这个新函数的引用。我们可以使用这个新函数来执行与原函数传递相同的参数，同时它还可以接收被固定的参数。

让我们看一个更实际的例子，比如我们有一个函数用于解析JSON格式的请求体。

importjson

defparse_body(body):
returnjson.loads(body)

我们现在要使用这个函数解析一个来自网络请求的JSON格式的请求体。假设请求体如下。

body=b'{"name":"Tom","age":25}'

我们需要调用parse_body并且传递请求体。在实际使用中，我们可能在多个地方都需要解析JSON格式的请求体。我们可以使用偏函数来解决这个问题，将一个参数固定。

fromfunctoolsimportpartial

body_str=b'{"name":"Tom","age":25}'

parse_json=partial(parse_body,body_str)

data=parse_json()#解析JSON请求体

我们使用partial函数来创建了新的函数parse_json，将请求体作为其参数，同时使用这个新函数来解析JSON请求体。使用偏函数的这个过程提高了代码的可读性和复用性。

2. 偏函数的常见应用场景

除了上面提到的情况，偏函数还有许多其他的应用场景。

第一个应用场景是需要在大部分情况下使用特定默认值的函数。

举个例子，我们有一个函数用于对数字求平方。

defsquare(number,power=2):
returnnumber**power

默认情况下我们会对数字求平方，但是我们也可能需要求数字的立方或四次方。如果我们每次调用时都要传递这个power参数，就会使得代码显得笨重。我们可以使用偏函数来解决这个问题。

square=partial(square,power=2)

result1=square(2)#4
result2=square(2,3)#8
result3=square(2,4)#16
result4=square(5)#25
result5=square(5,3)#125

现在我们使用偏函数来创建新的square函数，将power参数固定为2。这样当我们调用square(2)时，实际上是调用square(2, 2)，其结果为4。当我们需要对数字进行立方或四次方时，只需要传递相应的参数即可。

第二个应用场景是需要在许多地方使用特定默认值的函数。

举个例子，我们有一个函数用于向一个空列表中添加元素。

defappend_element(new_element,element_list=[]):
element_list.append(new_element)
returnelement_list

如果我们调用这个函数时忘记传递element_list参数，那么会得到一个包含新元素的空列表。

result1=append_element(1)#[1]
result2=append_element(2)#[1,2]
result3=append_element(3)#[1,2,3]

很明显这不是我们想要的结果，我们期望每次调用append_element时得到一个空列表。我们可以使用偏函数来解决这个问题。

append_to_empty_list=partial(append_element,element_list=[])

result1=append_to_empty_list(1)#[1]
result2=append_to_empty_list(2)#[2]
result3=append_to_empty_list(3)#[3]

现在我们使用偏函数来创建新函数append_to_empty_list，将element_list参数固定为一个空列表。这样当我们调用append_to_empty_list(1)时，实际上是调用append_element(1, [])，得到的结果是[1]。无论我们调用多少次append_to_empty_list函数，每次得到的结果都是一个空列表。

三、小结

偏函数是Python中非常有用的函数。它为我们提供了一种创建新函数的方式，让我们能够将一些参数固定起来，以提高代码的可读性和复用性。在实际开发工作中，我们需要合理地应用偏函数，以提高编程效率、优化代码结构和提高代码重用性。

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