用Python實現自定義可調用對象

一、什麼是可調用對象

在Python中，函數是一種可調用對象，即可以被調用執行的對象。此外，Python中的類實例也可以是可調用對象，通過在類中定義__call__方法，可以把實例變成一個可調用對象。

二、如何定義自定義可調用對象

定義一個自定義的可調用對象需要滿足以下條件：

1. 類中定義__call__方法

2. 調用對象時傳入所需參數

下面是一個例子，實現一個功能，統計列表中元素與目標數的距離：

class Distance:
    def __init__(self, target):
        self.target = target

    def __call__(self, num):
        return abs(num - self.target)

d = Distance(5)
print(d(6)) #輸出1

上面的代碼定義了一個Distance類，__init__方法初始化了一個為目標數，__call__方法計算參數與目標數之間的距離。然後我們創建了一個實例d，傳入目標數5，調用對象d時傳入6，輸出1，即6與5之間的距離為1。

三、自定義可調用對象的用途

1. 與裝飾器結合使用，可以實現日誌記錄、性能分析等功能。

2. 在類中通過__call__方法實現類似於函數的功能，在需要定義函數的場景下，使用類實例作為可調用對象。

下面是一個計時器的例子，記錄函數的執行時間：

import time

class Timer:
    def __init__(self, func):
        self.func = func

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        result = self.func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print("Time used:", end_time - start_time)
        return result

@Timer
def fib(n):
    if n <= 1:
        return n
    return fib(n-1) + fib(n-2)

print(fib(10))

上面的代碼定義了一個Timer類，裝飾函數時會自動記錄函數的執行時間。然後定義了一個斐波那契數列函數，裝飾器@Timer會將其作為參數傳入Timer類中，返回的實例通過__call__方法實現了計時的功能。調用函數fib(10)，輸出其執行時間，同時返回斐波那契數列第10項的值。

四、總結

自定義可調用對象是Python中一個很有用的特性，可以通過定義類中的__call__方法實現與函數類似的功能。它可以與裝飾器等其他Python特性結合使用，擴展Python的功能。

實現一個自定義可調用對象需要注意的地方是要符合可調用對象的要求，在類中定義__call__方法，並且調用對象時可以傳入所需的參數。另外，可以根據需要在類中添加其他的方法和屬性，以實現更複雜的功能。