Python 中的 Dispatch 装饰器文章

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在 Python 中，@dispatch 装饰器用于重载具有不同签名的函数。这在面向对象编程中是一种常见的模式，其中多个方法可以具有相同的名称，但参数或参数类型不同。@dispatch 装饰器允许您编写一个具有多个实现的单个函数，这些实现将在运行时根据传递给函数的参数进行选择。

在 Python 中，装饰器是语言中强大且广泛使用的特性。它们允许您修改或增强函数、类或模块的行为，而无需更改其源代码。其中一个装饰器是 Dispatch 装饰器，它可以根据传递给它们的参数类型动态调度函数调用。

什么是 Dispatch 装饰器？

Dispatch 装饰器是一个装饰器，允许您定义一个可以调用不同参数类型的函数，然后根据传递的参数类型动态地将调用分派到相应的实现。分派在运行时根据参数类型进行，它允许您为不同参数类型定义同一个函数的多个实现。

示例

要在 Python 中实现 Dispatch 装饰器，您可以使用 functools 模块，该模块提供了一个名为 singledispatch 的装饰器。singledispatch 装饰器可用于创建可以根据传递给它的第一个参数的类型调度其行为的通用函数。

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，我们定义了一个通用函数add，它接受两个参数x 和 y。然后，我们为int和str类型定义了add函数的两个实现。我们使用 register 方法将函数的每个实现与add函数注册。当我们使用两个类型为int的参数调用add函数时，它将调用接受两个整数并返回整数的实现。类似地，当我们使用两个类型为str的参数调用add函数时，它将调用接受两个字符串并返回字符串的实现。

示例

以下是如何使用 add 函数的示例 -

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

@dispatch 装饰器是如何工作的？

@dispatch 装饰器是 multipledispatch 库的一部分，用于创建单个函数的多个实现。装饰器定义了一个调度机制，该机制根据传递给函数的参数的数量和类型选择要使用的实现。

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，我们定义了 square() 函数的两个实现，一个接受单个整数参数并返回其平方，另一个接受两个整数参数并返回它们的乘积。@dispatch 装饰器允许我们使用相同的函数名称定义这两个实现。

当我们使用单个参数调用 square() 函数时，将调用第一个实现 -

square(2)  # returns 4

当我们使用两个参数调用 square() 函数时，将调用第二个实现 -

square(2, 3)  # returns 6

@dispatch 装饰器允许我们通过将具有类似行为的多个函数合并到单个函数中来创建更简洁易读的代码。

@dispatch 装饰器的高级用法

@dispatch 装饰器还支持更高级的用法模式，例如类型提升和类型层次结构。例如，我们可以定义一个接受浮点参数的 square() 函数的实现，并且调度机制将在调用相应的实现之前自动将浮点数提升为整数 -

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

square(2.5)  # returns 4

我们还可以定义一个接受整数子类的 square() 函数的实现，它将自动分派到整数实现 -

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

结论

@dispatch 装饰器是用于在 Python 中创建单个函数的多个实现的强大工具。它允许您通过将具有类似行为的多个函数合并到单个函数中来编写更简洁易读的代码。凭借其对类型提升和类型层次结构的支持，@dispatch 装饰器是编写灵活且健壮代码的绝佳方式，该代码可以处理各种输入类型和格式。