Functools模塊：讓Python編程更高效
不知道小伙伴們在Python編程中，我們經常會遇到一些需要反復使用的代碼片段，例如裝飾器、高階函數等。為了提高代碼的復用性和可讀性，Python提供了functools模塊。functools模塊包含了許多實用的功能，可以幫助我們更好地編寫和優化Python代碼。本文將詳細介紹functools模塊的主要功能，并通過實例演示如何使用這些功能來提高我們的編程效率。
functools 是 Python 的一個內置模塊，提供了一些方便的函數工具。下面是 functools 模塊中其中一些常用函數的詳細使用：
functools.partial
用于給一個已有函數設定默認參數，返回一個新函數。新函數的調用方式與原有函數調用方式相同，所以它非常適合做一些常規參數設置，來減少代碼中的重復部分。舉例來說，假設我們有一個計算平方的函數，我們想設定它的默認參數為 2，可以使用如下代碼：
import functools
def square(base, power):
return base ** power
square_2 = `functools.partial(square, power=2)
print(square_2(4))
# 輸出16functools.reduce
該函數用于對一個序列中的項進行使用累計函數進行合并，最終得到一個單一的結果。例如，我們要對一個序列中的所有數字進行求和，可以使用下面的代碼：
import functools
def addition(a, b):
return a+b
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
print(`functools`.reduce(addition, numbers)) # 輸出 15functools.lru_cache:
該函數可以為函數添加一個 LRU 緩存，最近最少使用緩存，以提高函數調用效率。所以在需要重復調用、計算，但返回值較為穩定的函數中使用該裝飾器后，可大幅提高程序執行效率。
import functools
@functools.lru_cache(maxsize=128)
def fib(n):
if n < 2:
return n
return fib(n-1) + fib(n-2)functools.wraps:
該函數可以將一個函數的元數據，如 docstring, name, module, annotations 等，拷貝到被裝飾函數中。
import functools
def my_decorator(func):
@`functools`.wraps(func)
def wrapper(*args, **kwargs):
print(f"Calling function {func.__name__}")
return func(*args, **kwargs)
return wrapper
@my_decorator
def greet(name):
"""Greet someone by name."""
print(f"Hello, {name}!")
print(greet.__name__) # 輸出 greet
print(greet.__doc__) # 輸出 Greet someone by name.functools.cached_property
緩存一個對象的屬性值。當屬性訪問時，如果值不存在，則調用指定的方法獲取該值，并將其存儲在對象實例中，下一次訪問時可以直接返回存儲在對象中的值，而不需要重新計算。
import functools
class MyClass:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
@functools.cached_property
def my_property(self):
print("Calculating my_property")
return self.x + self.y
obj = MyClass(1, 2)
print(obj.my_property) # 輸出 3
print(obj.my_property) # 輸出 3，不再計算functools.singledispatch
實現基于參數類型的多態功能。可以使用 singledispatch 修飾默認方法，從而實現函數在不同參數下的不同行為。
import functools
@functools.singledispatch
def calculate_area(shape):
raise NotImplementedError(f"Unsupported shape: {shape!r}")
@calculate_area.register
def _(rectangle):
return rectangle.width * rectangle.height
class Rectangle:
def __init__(self, width, height):
self.width = width
self.height = height
rec = Rectangle(3, 4)
print(calculate_area(rec)) # 輸出 12除了上述常用函數外，還有其他一些有用的函數，如 functools.partialmethod、``functools.total_ordering等，它們均可以幫助開發者更加方便地編寫出更高效、更易維護的Python` 代碼。
總結
通過本文的學習，我們了解了functools模塊的主要功能，包括偏函數、裝飾器、緩存、組合等。這些功能可以幫助我們更好地編寫和優化Python代碼，提高編程效率。作為Python開發者，我們應該充分利用functools模塊，將其融入到我們的編程實踐中，從而編寫出更加簡潔、高效的代碼。
