详解Python 函数如何重载?

什么是函数重载?简单的理解,支持多个同名函数的定义,只是参数的个数或者类型不同,在调用的时候,解释器会根据参数的个数或者类型,调用相应的函数。

重载这个特性在很多语言中都有实现,比如 C++、Java 等,而 Python 并不支持。这篇文章呢,通过一些小技巧,可以让 Python 支持类似的功能。

参数个数不同的情形

先看看这种情况下 C++ 是怎么实现重载的

#include <iostream>
using namespace std;

int func(int a)
{
	cout << 'One parameter' << endl;
}

int func(int a, int b)
{
	cout << 'Two parameters' << endl;
}

int func(int a, int b, int c)
{
	cout << 'Three parameters' << endl;
}

如果 Python 按类似的方式定义函数的话,不会报错,只是后面的函数定义会覆盖前面的,达不到重载的效果。

>>> def func(a):
...   print('One parameter')
...
>>> def func(a, b):
...   print('Two parameters')
...
>>> def func(a, b, c):
...   print('Three parameters')
...
>>> func(1)
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: func() missing 2 required positional arguments: 'b' and 'c'
>>> func(1, 2)
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: func() missing 1 required positional argument: 'c'
>>> func(1, 2, 3)
Three parameters

但是我们知道,Python 函数的形参十分灵活,我们可以只定义一个函数来实现相同的功能,就像这样

>>> def func(*args):
...   if len(args) == 1:
...     print('One parameter')
...   elif len(args) == 2:
...     print('Two parameters')
...   elif len(args) == 3:
...     print('Three parameters')
...   else:
...     print('Error')
...
>>> func(1)
One parameter
>>> func(1, 2)
Two parameters
>>> func(1, 2, 3)
Three parameters
>>> func(1, 2, 3, 4)
Error

参数类型不同的情形

同样,先看下当前情况下 C++ 的重载是怎么实现的

#include <iostream>
using namespace std;

int func(int a)
{
	cout << 'Int: ' << a << endl;
}

int func(float a)
{
	cout << 'Float: ' << a << endl;
}

代码中,func 支持两种类型的参数:整形和浮点型。调用时,解释器会根据参数类型去寻找合适的函数。Python 要实现类似的功能,需要借助 functools.singledispatch 装饰器。

from functools import singledispatch

@singledispatch
def func(a):
	print(f'Other: {a}')

@func.register(int)
def _(a):
	print(f'Int: {a}')

@func.register(float)
def _(a):
	print(f'Float: {a}')

if __name__ == '__main__':
	func('zzz')
	func(1)
	func(1.2)

func 函数被 functools.singledispatch 装饰后,又根据不同的参数类型绑定了另外两个函数。当参数类型为整形或者浮点型时,调用绑定的对应的某个函数,否则,调用自身。

执行结果

Other: zzz
Int: 1
Float: 1.2

需要注意的是,这种方式只能够根据第一个参数的类型去确定最后调用的函数。

关于 singledispatch 的更多细节请看官方文档

https://docs.python.org/3.6/library/functools.html#functools.singledispatch

注意:函数返回值不同也是重载的一种情况,暂时没有比较好的 Python 实现方式,所以没有提及

个人觉得,重载就是为了语言的灵活性而设计的,而 Python 函数本来就有不少巧妙的设计,这个时候去仿这个技术,其实没有多大必要,而且感觉有些违背 Python 的哲学。所以,本文更多的是在讲如何模仿,而对于重载的使用场景并没有作多少说明。

以上所述是小编给大家介绍的Python函数重载详解整合,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对我们网站的支持!

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