一日一技：在 Python 中实现函数重载

Posted 2020-12-21

一日一技：在 Python 中实现函数重载

摄影：产品经理
下厨：kingname
假设你有一个函数connect，它有一个参数address，这个参数可能是一个字符串，也可能是一个元组。例如：

connect(‘123.45.32.18:8080‘)
connect((‘123.45.32.18‘, 8080))

你想在代码里面兼容这两种写法，于是你可能会这样写代码：

def connect(address):
    if isinstance(address, str):
        ip, port = address.split(‘:‘)
    elif isinstance(address, tuple):
        ip, port = address
    else:
        print(‘地址格式不正确‘)

这种写法简单直接，但是如果参数的类型更多，那么你就需要写很长的 if-elif-elif-...-else。代码看起来就非常不美观。

学习过 Java 的同学，应该对函数重载比较熟悉，可以定义几个名字相同的函数，但是他们的参数类型或者数量不同，从而实现不同的代码逻辑。

在 Python 里面，参数的数量不同可以使用默认参数来解决，不需要定义多个函数。那如果参数类型不同就实现不同的逻辑，除了上面的 if-else外，我们还可以使用functools模块里面的singledispatch装饰器实现函数重载。

我们来写一段代码：

from functools import singledispatch

@singledispatch
def connect(address):
    print(f‘ 传输参数类型为：{type(address)}，不是有效类型‘)

@connect.register
def _(address: str):
    ip, port = address.split(‘:‘)
    print(f‘参数为字符串，IP是：{ip}, 端口是：{port}‘)

@connect.register
def _(address: tuple):
    ip, port = address
    print(f‘参数为元组，IP是：{ip}, 端口是：{port}‘)

connect(‘123.45.32.18:8080‘)
connect((‘123.45.32.18‘, 8080))
connect(123)

我们运行一下这段代码，大家看看根据参数的不同，有什么样的不同效果：

可以看到，我们调用的函数，始终都是connect，但是由于传入参数的类型不同，它运行的结果也不一样。

我们使用singledispatch装饰一个函数，那么这个函数就是我们将会调用的函数。

这个函数在传入参数不同时的具体实现，通过下面注册的函数来实现。注册的时候使用@我们定义的函数名.register来注册。被注册的函数名叫什么无关紧要，所以这里我都直接使用下划线代替。

被注册的函数的第一个参数，通过类型标注来确定它应该使用什么类型。当我们调用我们定义的函数时，如果参数类型符合某个被注册的函数，那么就会执行这个被注册的函数。如果参数类型不满足任何一个被注册的函数，那么就会执行我们的原函数。

使用类型标注来指定参数类型是从 Python 3.7才引入的新特性。在 Python 3.6或之前的版本，我们需要通过@我们定义的函数名.register(类型)来指定类型，例如：

from functools import singledispatch

@singledispatch
def connect(address):
    print(f‘ 传输参数类型为：{type(address)}，不是有效类型‘)

@connect.register(str)
def _(address):
    ip, port = address.split(‘:‘)
    print(f‘参数为字符串，IP是：{ip}, 端口是：{port}‘)

@connect.register(tuple)
def _(address):
    ip, port = address
    print(f‘参数为元组，IP是：{ip}, 端口是：{port}‘)

同时，还有一个需要注意的点，就是只有第一个参数的不同类型会被重载。后面的参数的类型变化会被自动忽略。