使用Python的toolz庫(kù)開(kāi)始函數(shù)式編程
toolz 庫(kù)允許你操作函數(shù),使其更容易理解,更容易測(cè)試代碼。
在這個(gè)由兩部分組成的系列文章的第二部分中,我們將繼續(xù)探索如何將函數(shù)式編程方法中的好想法引入到 Python中,以實(shí)現(xiàn)兩全其美。
在上一篇文章中,我們介紹了不可變數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使得我們可以編寫(xiě)“純”函數(shù),或者說(shuō)是沒(méi)有副作用的函數(shù),僅僅接受一些參數(shù)并返回結(jié)果,同時(shí)保持良好的性能。
在這篇文章中,我們使用 toolz 庫(kù)來(lái)構(gòu)建。 這個(gè)庫(kù)具有操作此類(lèi)函數(shù)的函數(shù),并且它們?cè)诩兒瘮?shù)中表現(xiàn)得特別好。 在函數(shù)式編程世界中,它們通常被稱(chēng)為“高階函數(shù)”,因?yàn)樗鼈儗⒑瘮?shù)作為參數(shù),將函數(shù)作為結(jié)果返回。
讓我們從這里開(kāi)始:
def add_one_word(words, word):
return words.set(words.get(word, 0) + 1)
這個(gè)函數(shù)假設(shè)它的***個(gè)參數(shù)是一個(gè)不可變的類(lèi)似字典的對(duì)象,它返回一個(gè)新的類(lèi)似字典的在相關(guān)位置遞增的對(duì)象:這就是一個(gè)簡(jiǎn)單的頻率計(jì)數(shù)器。
但是,只有將它應(yīng)用于單詞流并做歸納時(shí)才有用。 我們可以使用內(nèi)置模塊 functools
中的歸納器。
functools.reduce(function, stream, initializer)
我們想要一個(gè)函數(shù),應(yīng)用于流,并且能能返回頻率計(jì)數(shù)。
我們首先使用 toolz.curry
函數(shù):
add_all_words = curry(functools.reduce, add_one_word)
使用此版本,我們需要提供初始化程序。但是,我們不能只將 pyrsistent.m
函數(shù)添加到 curry
函數(shù)中; 因?yàn)檫@個(gè)順序是錯(cuò)誤的。
add_all_words_flipped = flip(add_all_words)
flip
這個(gè)高階函數(shù)返回一個(gè)調(diào)用原始函數(shù)的函數(shù),并且翻轉(zhuǎn)參數(shù)順序。
get_all_words = add_all_words_flipped(pyrsistent.m())
我們利用 flip
自動(dòng)調(diào)整其參數(shù)的特性給它一個(gè)初始值:一個(gè)空字典。
現(xiàn)在我們可以執(zhí)行 get_all_words(word_stream)
這個(gè)函數(shù)來(lái)獲取頻率字典。 但是,我們?nèi)绾潍@得一個(gè)單詞流呢? Python 文件是按行供流的。
def to_words(lines):
for line in lines:
yield from line.split()
在單獨(dú)測(cè)試每個(gè)函數(shù)后,我們可以將它們組合在一起:
words_from_file = toolz.compose(get_all_words, to_words)
在這種情況下,組合只是使兩個(gè)函數(shù)很容易閱讀:首先將文件的行流應(yīng)用于 to_words
,然后將 get_all_words
應(yīng)用于 to_words
的結(jié)果。 但是文字上讀起來(lái)似乎與代碼執(zhí)行相反。
當(dāng)我們開(kāi)始認(rèn)真對(duì)待可組合性時(shí),這很重要。有時(shí)可以將代碼編寫(xiě)為一個(gè)單元序列,單獨(dú)測(cè)試每個(gè)單元,***將它們?nèi)拷M合。如果有幾個(gè)組合元素時(shí),組合的順序可能就很難理解。
toolz
庫(kù)借用了 Unix 命令行的做法,并使用 pipe
作為執(zhí)行相同操作的函數(shù),但順序相反。
words_from_file = toolz.pipe(to_words, get_all_words)
現(xiàn)在讀起來(lái)更直觀(guān)了:將輸入傳遞到 to_words
,并將結(jié)果傳遞給 get_all_words
。 在命令行上,等效寫(xiě)法如下所示:
$ cat files | to_words | get_all_words
toolz
庫(kù)允許我們操作函數(shù),切片、分割和組合,以使我們的代碼更容易理解和測(cè)試。