Python代码阅读（第43篇）：构造组合函数

Python 代码阅读合集介绍： 为什么不推荐Python初学者直接看项目源码

本篇阅读的代码实现了构造将输入函数依次调用的组合函数。

本篇阅读的代码片段来自于30-seconds-of-python。

compose

from functools import reduce

def compose(*fns):
  return reduce(lambda f, g: lambda *args: f(g(*args)), fns)

# EXAMPLES
add5 = lambda x: x + 5
multiply = lambda x, y: x * y
multiply_and_add_5 = compose(add5, multiply)

multiply_and_add_5(5, 2) # 15

compose函数接收多个函数，返回将这些函数从右至左依次调用的组合函数。接收的函数中，只有最右边的函数（组合函数中第一个调用的函数）可以接收多于一个参数，其他函数只能接收一个参数。

函数使用reduce将一个lambda表达式依次作用于接收的函数列表fns。reduce中接收两个参数的lambda表达式返回一个新的匿名函数（lambda表达式）。通过reduce函数的迭代，将会把所有的fns中的函数依次调用组合成一个函数。假设fns为(a,b,c,d,e)，那么reduce函数返回的合成函数为a(b(c(d(e(*arg)))))

下面我们深入compose函数的实现

函数compose(*fns)接收任意数量的参数，所有这些参数会被包含在一个名为fns的元组里。

>>> def fun(*arg):
...   print(arg)
...   print(type(arg))
...
>>> fun(1,2,3)
(1, 2, 3)

functools.reduce(function, iterable[, initializer])将两个参数的 function 从左至右积累地应用到iterable的条目，以便将该可迭代对象缩减为单一的值。 例如，reduce(lambda x, y: x+y, [1, 2, 3, 4, 5])是计算((((1+2)+3)+4)+5)的值。 左边的参数x是积累值而右边的参数y则是来自iterable的更新值。

compose函数中reduce的匿名函数lambda f, g: lambda *args: f(g(*args))可以写成如下形式：

def function1(f,g):
  def function2(*args):
    return f(g(*args))
  return function2

假设fns为(a,b,c,d,e)，reduce函数累积的调用function1构造函数function2。a,b首先作为function1的入参，构造出运算内容是a(b(*arg))的函数function2。本次迭代构造出的function2和c作为入参调用function1函数进行第二次迭代，function1(function2,c)将构造运算内容是function2(c(*arg))的函数，解开上一个迭代的function2，新函数的运算内容是a(b(c(*arg)))。如此依次迭代，最后获得的函数的实际运算内容是a(b(c(d(e(*arg)))))。

>>> from functools import reduce
>>> def function1(f,g):
...   def function2(*args):
...     return f(g(*args))
...   return function2
...
>>> def a(arg):
...   return 'a'+arg
...
>>> def b(arg):
...   return 'b'+arg
...
>>> def c(arg):
...   return 'c'+arg
...
>>> def d(arg):
...   return 'd'+arg
...
>>> def e(arg):
...   return 'e'+arg
...
>>> f = reduce(function1, (a,b,c,d,e))
>>> print(f('f'))
abcdef

compose_right

和上文compose函数一样的原理，只需要将reduce函数中的调用顺序交换，就可以构造一个反方向，从左至右依次调用的组合函数。

from functools import reduce

def compose_right(*fns):
  return reduce(lambda f, g: lambda *args: g(f(*args)), fns)

# EXAMPLES
add = lambda x, y: x + y
square = lambda x: x * x
add_and_square = compose_right(add,square)

add_and_square(1, 2) # 9