Python 偏函數

函數是Python中重要的概念之一，它為我們提供了封裝代碼的能力，增加了代碼的可讀性和復用性。Python中的函數還有一個非常強大的功能就是偏函數。

一、什麼是偏函數

偏函數是指我們可以固定一個函數的一些參數，形成一個新的函數。這個新的函數只需要傳遞沒有被固定的參數即可。

舉個例子，我們要定義一個簡單的加法函數。

defadd(x,y):
returnx+y

如果我們在另外一個函數中需要多次調用add函數，在每次調用時傳遞的參數都一樣，我們可以使用偏函數來創建一個新的add函數，這個新的函數接收一個參數並且這個參數是被我們固定了的，這樣在調用這個新的函數時，我們只需要傳遞一個參數即可。

fromfunctoolsimportpartial

new_add=partial(add,2)

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

partial函數接收一個函數和一些參數，在我們的例子中，我們將add函數和參數2作為partial函數的參數，得到了新的函數new_add。當我們調用new_add(3)時，實際上相當於調用了add(2, 3)，其結果為5。

二、如何使用偏函數

1. partial函數的基本用法

使用偏函數需要導入functools模塊，我們使用partial函數來創建新的函數。

partial函數的第一個參數是一個函數，後面可以跟任意數量的參數。partial函數的返回值是這個新函數的引用。我們可以使用這個新函數來執行與原函數傳遞相同的參數，同時它還可以接收被固定的參數。

讓我們看一個更實際的例子，比如我們有一個函數用於解析JSON格式的請求體。

importjson

defparse_body(body):
returnjson.loads(body)

我們現在要使用這個函數解析一個來自網絡請求的JSON格式的請求體。假設請求體如下。

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

我們需要調用parse_body並且傳遞請求體。在實際使用中，我們可能在多個地方都需要解析JSON格式的請求體。我們可以使用偏函數來解決這個問題，將一個參數固定。

fromfunctoolsimportpartial

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

parse_json=partial(parse_body,body_str)

data=parse_json()#解析JSON請求體

我們使用partial函數來創建了新的函數parse_json，將請求體作為其參數，同時使用這個新函數來解析JSON請求體。使用偏函數的這個過程提高了代碼的可讀性和復用性。

2. 偏函數的常見應用場景

除了上面提到的情況，偏函數還有許多其他的應用場景。

第一個應用場景是需要在大部分情況下使用特定默認值的函數。

舉個例子，我們有一個函數用於對數字求平方。

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

默認情況下我們會對數字求平方，但是我們也可能需要求數字的立方或四次方。如果我們每次調用時都要傳遞這個power參數，就會使得代碼顯得笨重。我們可以使用偏函數來解決這個問題。

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

現在我們使用偏函數來創建新的square函數，將power參數固定為2。這樣當我們調用square(2)時，實際上是調用square(2, 2)，其結果為4。當我們需要對數字進行立方或四次方時，只需要傳遞相應的參數即可。

第二個應用場景是需要在許多地方使用特定默認值的函數。

舉個例子，我們有一個函數用於向一個空列表中添加元素。

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

如果我們調用這個函數時忘記傳遞element_list參數，那麼會得到一個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]

很明顯這不是我們想要的結果，我們期望每次調用append_element時得到一個空列表。我們可以使用偏函數來解決這個問題。

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]

現在我們使用偏函數來創建新函數append_to_empty_list，將element_list參數固定為一個空列表。這樣當我們調用append_to_empty_list(1)時，實際上是調用append_element(1, [])，得到的結果是[1]。無論我們調用多少次append_to_empty_list函數，每次得到的結果都是一個空列表。

三、小結

偏函數是Python中非常有用的函數。它為我們提供了一種創建新函數的方式，讓我們能夠將一些參數固定起來，以提高代碼的可讀性和復用性。在實際開發工作中，我們需要合理地應用偏函數，以提高編程效率、優化代碼結構和提高代碼重用性。