Python 中的 Dispatch 裝飾器文章

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在 Python 中，@dispatch 裝飾器用於過載具有不同簽名的函式。這在面向物件程式設計中是一種常見的模式，其中多個方法可以具有相同的名稱，但引數或引數型別不同。@dispatch 裝飾器允許您編寫一個具有多個實現的單個函式，這些實現將在執行時根據傳遞給函式的引數進行選擇。

在 Python 中，裝飾器是語言中強大且廣泛使用的特性。它們允許您修改或增強函式、類或模組的行為，而無需更改其原始碼。其中一個裝飾器是 Dispatch 裝飾器，它可以根據傳遞給它們的引數型別動態排程函式呼叫。

什麼是 Dispatch 裝飾器？

Dispatch 裝飾器是一個裝飾器，允許您定義一個可以呼叫不同引數型別的函式，然後根據傳遞的引數型別動態地將呼叫分派到相應的實現。分派在執行時根據引數型別進行，它允許您為不同引數型別定義同一個函式的多個實現。

示例

要在 Python 中實現 Dispatch 裝飾器，您可以使用 functools 模組，該模組提供了一個名為 singledispatch 的裝飾器。singledispatch 裝飾器可用於建立可以根據傳遞給它的第一個引數的型別排程其行為的通用函式。

from functools import singledispatch
@singledispatch
def add(x, y):
   raise NotImplementedError("Unsupported type")
@add.register
def _(x: int, y: int) -> int:
   return x + y
@add.register
def _(x: str, y: str) -> str:
   return x + y

在上面的示例中，我們定義了一個通用函式add，它接受兩個引數x 和 y。然後，我們為int和str型別定義了add函式的兩個實現。我們使用 register 方法將函式的每個實現與add函式註冊。當我們使用兩個型別為int的引數呼叫add函式時，它將呼叫接受兩個整數並返回整數的實現。類似地，當我們使用兩個型別為str的引數呼叫add函式時，它將呼叫接受兩個字串並返回字串的實現。

示例

以下是如何使用 add 函式的示例 -

>>> add(1, 2)
3
>>> add("Hello, ", "world!")
"Hello, world!"

@dispatch 裝飾器是如何工作的？

@dispatch 裝飾器是 multipledispatch 庫的一部分，用於建立單個函式的多個實現。裝飾器定義了一個排程機制，該機制根據傳遞給函式的引數的數量和型別選擇要使用的實現。

示例

from multipledispatch import dispatch
@dispatch(int)
def square(x):
   return x * x
@dispatch(int, int)
def square(x, y):
   return x * y

在上面的示例中，我們定義了 square() 函式的兩個實現，一個接受單個整數引數並返回其平方，另一個接受兩個整數引數並返回它們的乘積。@dispatch 裝飾器允許我們使用相同的函式名稱定義這兩個實現。

當我們使用單個引數呼叫 square() 函式時，將呼叫第一個實現 -

square(2)  # returns 4

當我們使用兩個引數呼叫 square() 函式時，將呼叫第二個實現 -

square(2, 3)  # returns 6

@dispatch 裝飾器允許我們透過將具有類似行為的多個函式合併到單個函式中來建立更簡潔易讀的程式碼。

@dispatch 裝飾器的高階用法

@dispatch 裝飾器還支援更高階的用法模式，例如型別提升和型別層次結構。例如，我們可以定義一個接受浮點引數的 square() 函式的實現，並且排程機制將在呼叫相應的實現之前自動將浮點數提升為整數 -

@dispatch(float)
def square(x):
   return int(x) * int(x)

square(2.5)  # returns 4

我們還可以定義一個接受整數子類的 square() 函式的實現，它將自動分派到整數實現 -

class MyInt(int):
   pass
@dispatch(MyInt)
def square(x):
   return x * x
square(MyInt(2))  # returns 4

結論

@dispatch 裝飾器是用於在 Python 中建立單個函式的多個實現的強大工具。它允許您透過將具有類似行為的多個函式合併到單個函式中來編寫更簡潔易讀的程式碼。憑藉其對型別提升和型別層次結構的支援，@dispatch 裝飾器是編寫靈活且健壯程式碼的絕佳方式，該程式碼可以處理各種輸入型別和格式。