Python functools 模塊詳解

介紹

Python是一門很有趣的編程語言，其標準庫中的functools模塊提供了一些有用的函數，用於構建高階函數和操作函數的工具。functools模塊主要包含了三個子模塊：partial、wraps和reduce。通過熟練掌握functools模塊，可以讓Python程序員更加方便地實現函數式編程。

partial模塊

partial用於創建一個函數，這個新函數是原函數的一個部分應用，即原函數的一些參數已經被指定了。這在實際應用中十分實用，常用於重用函數功能，將相同的參數部分提取出來，將其封裝成一個簡單的函數。下面是一個簡單的實例：

    from functools import partial
    
    def power(x, y):
        return x ** y
    
    square = partial(power, y=2)
    
    print(square(5))

上述代碼中，我們通過partial將power函數中的y固定為2，重新得到了一個新的函數square。調用square(5)時，便相當於調用power(5, 2)。

wraps模塊

在Python中，函數本身也是一個對象，它有自己的屬性，例如__name__，__doc__等等。在實現裝飾器時，如果不使用wraps進行裝飾，會導致一些屬性的丟失。我們可以通過wraps模塊，將被裝飾的函數原本的屬性值賦值給新的裝飾器函數。下面是一個簡單的實例：

    from functools import wraps
    
    def my_decorator(func):
        @wraps(func)
        def wrapper(*args, **kwargs):
            print('Calling decorated function')
            return func(*args, **kwargs)
        return wrapper
    
    @my_decorator
    def example():
        """Docstring"""
        print('Called example function')

    print(example.__name__)
    print(example.__doc__)

上述代碼中，通過使用wraps模塊，我們可以得到被裝飾函數example的正確屬性值。

reduce模塊

Python原生的reduce函數可以將一個列表中的元素合併，它接收一個函數和一個列表作為參數。functools模塊中的reduce函數則擴展了Python原生的reduce函數，允許用於非數字類型的操作，甚至連第二個參數都可以省略。下面是一個簡單的實例：

    from functools import reduce

    names = ['Alice', 'Bob', 'Charlie']

    result = reduce(lambda x,y: x+y, names)

    print(result)

上述代碼中，我們使用reduce函數將姓名列表中的元素合併為一個字符串。

小結

functools是Python標準庫中的一個重要模塊，它提供了一些有用的函數工具，如partial、wraps和reduce等。partial模塊可以用於創建一個新函數，wraps模塊可以將被裝飾函數的屬性保存到新函數中，而reduce模塊則擴展了Python原生的reduce函數，允許用於非數字類型的操作。在實際開發中，熟練掌握functools模塊可以大大提高Python程序編寫的效率。