Python 函數(shù)的七個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)：類(lèi)型提示以增加代碼可讀性；*args和**kwargs、Lambda函數(shù)和高階函數(shù)提供代碼靈活性；裝飾器讓我們無(wú)需修改原函數(shù)即可改變其行為；生成器函數(shù)實(shí)現(xiàn)惰性評(píng)估；最后，魔術(shù)方法在Python類(lèi)中定義了特殊行為。這些知識(shí)點(diǎn)是每個(gè)Python開(kāi)發(fā)者的必備工具。

(1)類(lèi)型提示

下面的代碼在工作中隨處可見(jiàn)！

def magic(a, b):
    return a + b

我們可以輕易地編寫(xiě)如上的函數(shù)，因?yàn)?Python 是動(dòng)態(tài)類(lèi)型的——也就是說(shuō)，變量數(shù)據(jù)類(lèi)型是在運(yùn)行時(shí)確定的。

def magic(a: int, b: int) -> int:
    return a + b

不過(guò)，也可以編寫(xiě)如上與先前完全相同，但帶有類(lèi)型提示的函數(shù)：

• a應(yīng)為整數(shù)
• b也應(yīng)為整數(shù)
• 函數(shù)的返回值應(yīng)該是一個(gè)整數(shù)

當(dāng)代碼庫(kù)變的更大時(shí)，類(lèi)型提示在保持代碼盡可能地具有可讀性方面變得越來(lái)越重要。想想看，有 10,000 個(gè)函數(shù)，你需要推斷它們所接受的數(shù)據(jù)類(lèi)型以及它們的返回類(lèi)型，那就太“好玩”了。

def test1(ls: list[int], x: float) -> list[float]:
    pass

ls是整數(shù)列表，x應(yīng)該是浮點(diǎn)數(shù)，函數(shù)應(yīng)返回浮點(diǎn)數(shù)列表。

def test2(a: str, b: bool, c: dict[str, str]) -> dict[str, int]:
    pass

a應(yīng)為字符串，b應(yīng)為布爾值，c應(yīng)為字典，其中鍵為字符串，值為字符串。返回值應(yīng)為一個(gè)字典，其鍵為字符串，但值為整數(shù)。

請(qǐng)注意：類(lèi)型提示只是提示，并不強(qiáng)制執(zhí)行。如果我們沒(méi)有遵循類(lèi)型提示給出的類(lèi)型，Python 仍會(huì)允許這個(gè)操作。

(2)*args 和 **kwargs

在真實(shí)的開(kāi)發(fā)中，會(huì)有大量的*args 和**kwargs參數(shù)：

• args* 允許函數(shù)接受無(wú)限數(shù)量的位置參數(shù)。
• kwargs 允許函數(shù)接受無(wú)限數(shù)量的關(guān)鍵字參數(shù)。

所有的位置參數(shù)都會(huì)被捕獲為元組參數(shù)，所有的關(guān)鍵字參數(shù)都會(huì)被捕獲為字典參數(shù)。

magic(1, 2, 'apple', a=4, b=5, c=[1, 2, 3])

• 1、2 和 'apple'是位置參數(shù)。
• a=4、b=5 和 c=[1，2，3]是關(guān)鍵字參數(shù)。

def magic(*args, **kwargs):
    print('args =', args)
    print('kwargs =', kwargs)


magic(1, 2, 'apple', a=4, b=5, c=[1, 2, 3])

# args = (1, 2, 'apple')
# kwargs = {'a':4, 'b':5, 'c':[1, 2, 3]}

• 所有位置參數(shù)都被捕獲為元組參數(shù)。
• 所有關(guān)鍵字參數(shù)都被捕獲為字典參數(shù)。

(3)Lambda 函數(shù)

Lambda 函數(shù)是一種小型匿名函數(shù)。例如：

def add(x, y):
    return x + y

可以將它重寫(xiě)為 lambda 函數(shù)：

add = lambda x, y: x + y

函數(shù)的輸入在":"之前，返回值在":"之后：

# 另一個(gè)例子

def add10(x):
    return x + 10


# 等同于
add10 = lambda x: x + 10

Lambda 函數(shù)可以是匿名的，并且在需要將一個(gè)函數(shù)作為另一個(gè)函數(shù)的參數(shù)時(shí)，Lambda 函數(shù)可能非常有用：

def apply(func, x):
    return func(x)


x = apply(lambda x: x + 10, 7)
print(x)  # 17

(4)高階函數(shù)

高階函數(shù)可以接受另一個(gè)函數(shù)作為參數(shù)，或者返回另一個(gè)函數(shù)，或者同時(shí)滿足這兩個(gè)條件。比如以下的 apply 函數(shù)：

def apply(func, x):
    return func(x)


x = apply(lambda x: x + 10, 7)
print(x)  # 17

在上述示例中，apply函數(shù)就是一個(gè)高階函數(shù)，因?yàn)樗邮芰肆硪粋€(gè)函數(shù)即func作為參數(shù)。

能熟練運(yùn)用高階函數(shù)，會(huì)讓你的代碼更為靈活強(qiáng)大。

(5)裝飾器

裝飾器是能夠接受并返回函數(shù)的特殊高階函數(shù)，它的目標(biāo)是在不改變?cè)瘮?shù)源代碼的情況下改變函數(shù)的行為。

注意：裝飾器函數(shù)既接受函數(shù)又返回函數(shù)。

# 這是 decorator 函數(shù)
def add_exclamation(func):
    def wrapper(name):
        return func(name) + '!'

    return wrapper


# 這是被裝飾的函數(shù)
def hello(name):
    return 'hello ' + name


# 實(shí)際的裝飾動(dòng)作在此進(jìn)行
hello = add_exclamation(hello)

# 現(xiàn)在，我們的函數(shù)的行為略有變化
print(hello('tom'))  # hello tom!

我們可以用@add_exclamation替代hello=add_exclamation(hello)，因?yàn)閷?shí)際上它們做的事情是完全一樣的。

def add_exclamation(func):
    def wrapper(name):
        return func(name) + '!'

    return wrapper


@add_exclamation
def hello(name):
    return 'hello ' + name


print(hello('tom'))  # hello tom!

裝飾器可以用于日志記錄、計(jì)時(shí)、處理異常、驗(yàn)證身份、REST API等任務(wù)，是一個(gè)非常有用的工具！

(6)生成器函數(shù)

你是否曾遇到過(guò)這樣的類(lèi)似于<generator object x at 0x1029b4a90>的信息？當(dāng)我們使用生成器函數(shù)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這種情況。

當(dāng)我們使用yield時(shí)，函數(shù)就變成了生成器函數(shù)。yield和return關(guān)鍵字類(lèi)似，都是從函數(shù)中輸出一個(gè)值，但與return不同的是，yield并不會(huì)停止整個(gè)函數(shù)。

# 常規(guī)函數(shù)
def test():
    return [1, 2, 3]


x = test()
print(x)  # [1, 2, 3]

# 生成器函數(shù)，但我們?nèi)匀环Q(chēng)之為標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)
def test():
    yield 1
    yield 2
    yield 3


x = test()
print(x)  # <generator object x at 0x1029b4a90>

# 生成器函數(shù)，但我們使用循環(huán)調(diào)用它
def test():
    yield 1
    yield 2
    yield 3


for i in test():
    print(i, end=' ')

# 1 2 3

生成器執(zhí)行了惰性評(píng)估——也就是說(shuō)，它只在絕對(duì)必要的情況下起作用（例如，當(dāng)我們使用循環(huán)時(shí)）。這使代碼在某些方面更為高效。

(7)特殊的魔法（Dunder）方法

這些在企業(yè) Python 代碼中也隨處可見(jiàn)，特別是在涉及到面向?qū)ο缶幊虝r(shí)。魔術(shù)方法以兩個(gè)下劃線字符開(kāi)始和結(jié)束，例如__init__,__str__,__getitem__,__add__等等。它們?cè)?Python 類(lèi)中定義了特殊行為。

class Dog:
    # 定義如何為 dog 分配屬性
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    # 定義當(dāng)我們對(duì) dog 執(zhí)行 str() 時(shí)會(huì)返回什么
    def __str__(self):
        return 'Dog!'

    # 定義當(dāng)我們執(zhí)行 dog + something 時(shí)會(huì)返回什么
    def __add__(self, something):
        return 'Dog ' + str(something)

    # 定義當(dāng)我們執(zhí)行 dog[something] 時(shí)會(huì)返回什么
    def __getitem__(self, something):
        return 123

了解更多的魔術(shù)方法可以讓你的類(lèi)更靈活，滿足更多場(chǎng)景的需求。

總結(jié)

本文概述了 Python 函數(shù)的七個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)：類(lèi)型提示以增加代碼可讀性；*args和**kwargs、Lambda函數(shù)和高階函數(shù)提供代碼靈活性；裝飾器讓我們無(wú)需修改原函數(shù)即可改變其行為；生成器函數(shù)實(shí)現(xiàn)惰性評(píng)估；最后，魔術(shù)方法在Python類(lèi)中定義了特殊行為。這些知識(shí)點(diǎn)是每個(gè)Python開(kāi)發(fā)者的必備工具。

希望這篇文章對(duì)你有所幫助，讓你能更好地理解 python 函數(shù)。