在前面的文章中,我们曾经反复提及的理念,“Python中一切皆对象”。在这个理念支持下,Python中的函数也是对象的一种,那么我们有没有办法自定义对象,像函数一样来使用呢。
按照鸭子类型的理念来看,如果一个对象,用起来好像函数一样,那么这个对象就是“函数”。当然,严格说来,这些可以像函数一样使用的对象,统称为可调用对象。
本文就来简单介绍一下,如何使用Python中的魔术方法来实现可调用对象。
本文的主要内容有:
1、__call__方法与可调用对象
2、可调用对象的使用场景
3、可调用对象与闭包的简单比较
__call__方法与可调用对象__call__()方法是Python中的一个魔术方法,它允许一个对象可以像函数一样被调用。
实现了__call__()方法的对象被称为可调用对象(Callable Objects)。可调用对象提供了一种灵活的方式来实现行为的封装,并且可以像函数一样被使用。
从广义上来看,函数对象也是可调用对象中的一种。
通过代码,简单演示一下__call__()方法的使用:
执行结果:
从代码及执行结果中,可以看出,我们实现了一个可调用的对象的类power,然后通过这个类实例化的对象,都可以像函数一样直接调用了。
可调用对象的使用场景虽然上面的例子只是一个很简单的幂运算的演示,其实,我们可以在__call__()方法中,实现支撑业务需求的更加复杂的运算或者操作的组合。
在实际使用中,可调用对象有比较广泛的应用,包括但不限于:
1、函数的对象化:其实函数本身就是对象了,但是直接使用函数,很多时候是缺乏状态的记录与管理的(当然,在函数式编程语境中,我们倡导的是无状态的纯函数),但是很多时候业务场景中,会需要进行状态的管理、操作的效果的累加。
2、可配置的函数行为:通过类的属性和方法来实现动态对函数行为的调整,从而满足更加灵活多变的业务需求。
3、装饰器:使用可调用对象作为装饰器,动态扩充函数的功能,这点在之前的装饰器的模块已经介绍了,需要的话,可以到故纸堆中翻看一下。
4、模拟闭包:这点在闭包章节中,也已经介绍过,闭包是一种给函数添加状态管理能力的手段。而可调用对象也可以实现同样的效果,而且,具有更好的可扩展性和可维护性。
讲道理说,是否要使用纯函数,还是要给函数加上状态管理的功能,还是要结合业务实际出发,看具体的适用场景。
需要适用状态的,非要应用函数式编程的理念来做,费力不讨好,不是脑子抽风了的本本主义了吗。
此外,一旦函数有了状态,类似于闭包,我们就可以很灵活的实现函数工厂、延迟执行函数的相关需求了。这里就不再展开了。
可调用对象与闭包的简单比较既然可调用对象和闭包都可以实现函数状态管理的功能,干嘛非要添加一个可调用对象的概念呢。
接下来简单比较一下两者的优缺点:
本文的主角是可调用对象,所以先来看一下可调用对象的优缺点:
优点有:
1、状态管理通过类的属性和方法来实现,更加清晰、直观。
2、可以利用类的继承和多态实现可调用对象的行为的扩展,所以具有更好的扩展性。
3、从代码组织上,可调用对象的实现也具有更好的可读性、易于维护。
缺点也是有的:
1、本来这是简单的函数定义,扩展到了类的定义,代码会变得比较冗长。
2、类定义的方式中,会有些不可避免的样板代码,是我们比较讨厌的。
然后来一下闭包的优缺点:
可调用对象的缺点,反过来其实就是闭包的优点,所以闭包的优点有:
1、通过比较简洁的代码就可以实现简单的状态管理。
2、直接通过定义函数来实现所需的功能,避免了繁琐的样板代码。
闭包的缺点有:
1、状态管理实现不如可调用对象那样清晰直观,通常是通过闭包中的自由变量来实现。
2、扩展性相对较差,没法利用面向对象中继承和多态的特性。
所以,关于状态的管理,是该使用闭包还是该使用可调用对象,是要结合具体的使用场景的,没有绝对的好与坏,适用就好。
总结本文主要介绍了__call__()这个魔术方法的使用,定义出的可调用对象,可以像函数一样被调用。可调用对象在函数对象化、状态的管理、行为的动态配置等场景中都是比较适用的。此外,比较了可调用对象与闭包这两者各自的优缺点。在具体使用中如何进行选择,就是见仁见智了。
以上就是本文的全部内容了,感谢您的拨冗阅读,希望您能有些许收获。