Pochopení přetížení funkcí v Pythonu

Přetěžování funkcí je funkce v některých programovacích jazycích, která umožňuje definovat varianty stejné funkce. Každá varianta má stejný název, ale různé implementace s jedinečnými podpisy funkcí.

Tato technika umožňuje provádět různé operace na základě typu a počtu argumentů předávaných funkci.

Na rozdíl od jazyků jako C++ a Java Python ve výchozím nastavení nepodporuje přetížení funkcí, ale existují způsoby, jak dosáhnout podobné funkčnosti.

Jak Python zvládá přetížení funkcí?

V Pythonu můžete stejnou funkci definovat více než jednou s různými parametry, datovými typy nebo obojím v každé definici. Python však rozpozná pouze poslední definici funkce, když ji zavoláte. Zde je příklad:

defarithmetics(a, b):
return a - b
defarithmetics(a, b, c, d):
return a + b - c * d
print(arithmetics(1, 2, 3, 5)) # returns -12
print(arithmetics(1, 2)) # returns missing positional arguments error

Objektově orientované jazyky, jako je Java, často podporují přetěžování funkcí a metod. Metoda je jednoduše funkce, kterou definujete uvnitř třídy.

instagram viewer

Ve výše uvedeném kódu Python rozpozná pouze druhou definici aritmetika() při pokusu o její volání ve vašem projektu. Pokud se pokusíte volat funkci se dvěma argumenty, jak byly definovány jako první, dostanete chybu, která říká, „chybějící požadované poziční argumenty“.

Při volání funkce se čtyřmi argumenty se neobjeví chyba. To znamená, že Python přepsal funkci její nejnovější instancí. Toto není chování přetížení, takže to musíte řešit.

Python tedy ve výchozím nastavení nezvládá přetížení funkcí, ale existuje několik triků, které můžete použít k simulaci jeho chování ve vašich programech.

Metoda 1: Použití volitelných parametrů nebo výchozích argumentů

Přetížení můžete dosáhnout definováním funkce s výchozími argumenty. Zde je příklad:

defarithmetics(a, b=0, c=0):

 Arguments:
 a: The first number.
 b: The second number (optional).
 c: The third number (optional).

return a - b + c

Tato funkce má tři parametry, ale dva z nich mají výchozí hodnoty. To znamená, že jej můžete volat s jedním až třemi argumenty:

print(arithmetics(1)) # returns 1
print(arithmetics(2, 5)) # returns -3
print(arithmetics(10, 3, 4)) # returns 11

Ačkoli tento přístup umožňuje volat funkci několika různými způsoby, není z dlouhodobého hlediska příliš efektivní. Zde jsou některá z jeho omezení:

• Můžete předat pouze argumenty, které jsou buď celá čísla nebo plovoucí čísla.
• V chování funkce nedochází k žádné výrazné změně. Nemůžete například změnit jeho chování pro výpočet plochy tvaru nebo dokonce tisk Ahoj světe.

Metoda 2: Použití proměnných argumentů

Chcete-li použít proměnné argumenty pro přetížení funkcí v Pythonu, měli byste při definování funkce zahrňte parametr args. The argumenty umožňuje předat více pozičních argumentů při volání vaší funkce. Zde je příklad:

defarithmetics(a, *args):

 Arguments:
 a: The first number.
 *args: A variable number of arguments (optional).

 args_sum = 0
for num in args:
 args_sum *= num
return a - args_sum
print(arithmetics(1)) # returns 1
print(arithmetics(2, 5)) # returns 2
print(arithmetics(10, 3, 4, 2, 4, 6)) # returns 10

Výše uvedená funkce má dva argumenty: volal povinný argument A a argumenty argument, který vám umožní zadat tolik argumentů, kolik potřebujete.

Ačkoli může trvat více argumentů, výše uvedená funkce může provádět operaci násobení pouze na argumentech proměnné, tj. argumentech reprezentovaných argumenty klíčové slovo.

Pokud chcete provést více operací, musíte zaveďte do svého kódu podmíněné příkazya to se může rychle zkomplikovat.

Metoda 3: Použití dekorátoru pro více odeslání

Dekorátor vícenásobného odeslání je knihovna Pythonu, která vám umožňuje definovat více implementací nebo instancí jedné funkce na základě typu jejích argumentů. To znamená, že můžete definovat stejnou funkci s různými datovými typy a zcela změnit její chování.

Chcete-li použít dekorátor pro vícenásobné odeslání, postupujte takto:

1. Nainstalujte mnohočetná dispath ve vašem prostředí Pythonu:

   pip install multipledispatch
   

2. Ozdobte svou funkci (funkce) pomocí @odeslání dekoratér. The @odeslání dekoratér je a Python dekoratér což umožňuje implementovat vícenásobné odeslání. Automaticky odešle příslušnou funkci na základě argumentů, které jí předáte. Můžete použít @odeslání dekoratér podle tohoto vzoru:

   from multipledispatch import dispatch
   @dispatch(data type1, data type2, data typeX)
   defyour_function(a, b, c, x):
   pass
   # perform your operations here
   

Zde je příklad, který používá dekorátor vícenásobného odeslání pro přetížení funkcí v Pythonu:

from multipledispatch import dispatch
@dispatch(int, int)
defadd(a, b):

 Arguments:
 a: Any integer.
 b: Any integer.

return a + b
@dispatch(int, list)
defadd(a, b):

 Arguments:
 a: Any integer.
 b: Any Python list.

 b.append(a)
return b
# returns 3
print(add(1, 2))
# returns [2, 3, 4, 5, 'w', 'done', 1]
print(add(1, [2, 3, 4, 5, 'w', 'done']))

Výše uvedený fragment kódu definuje dvě instance přidat() funkce. První instance bere jako argumenty dvě celá čísla a vrací jejich součet.

Mezitím druhá verze této funkce přijímá celé číslo a seznam. Připojí celé číslo k seznamu a vrátí nový seznam.

Tento přístup k přetěžování funkcí v Pythonu vám poskytuje velkou flexibilitu, zejména pokud potřebujete změnit chování vaší metody. Více se můžete dozvědět z vícenásobná expediční dokumentace.

Nejlepší přístup k přetížení funkcí v Pythonu

Přístup, který zvolíte k přetížení funkcí, by měl záviset na tom, čeho se snažíte dosáhnout. Pokud můžete dokončit svůj úkol pomocí výchozích nebo proměnných argumentů, může být dekorátor vícenásobného odeslání přehnaný. Vícenásobný dekoratér je však obvykle nejlepší volbou pro svou účinnost a přesnost.

Tento dekorátor poskytuje čistý a flexibilní způsob, jak implementovat přetížení funkcí v Pythonu. Umožňuje definovat více implementací jedné funkce na základě typu jejích argumentů.

S tímto přístupem můžete vytvářet flexibilní funkce, které mohou přijímat různé typy parametrů bez nutnosti složitých podmíněných příkazů.