Python 函數如何重載？

什麼是函數重載？簡單的理解，支持多個同名函數的定義，只是參數的個數或者類型不一樣，在調用的時候，解釋器會根據參數的個數或者類型，調用相應的函數。

重載這個特性在不少語言中都有實現，好比 C++、Java 等，而 Python 並不支持。這篇文章呢，經過一些小技巧，可讓 Python 支持相似的功能。

參數個數不一樣的情形

先看看這種狀況下 C++ 是怎麼實現重載的

#include <iostream>
using namespace std;

int func(int a)
{
	cout << 'One parameter' << endl;
}

int func(int a, int b)
{
	cout << 'Two parameters' << endl;
}

int func(int a, int b, int c)
{
	cout << 'Three parameters' << endl;
}
複製代碼

若是 Python 按相似的方式定義函數的話，不會報錯，只是後面的函數定義會覆蓋前面的，達不到重載的效果。

>>> def func(a):
...     print('One parameter')
... 
>>> def func(a, b):
...     print('Two parameters')
... 
>>> def func(a, b, c):
...     print('Three parameters')
... 
>>> func(1)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: func() missing 2 required positional arguments: 'b' and 'c'
>>> func(1, 2)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: func() missing 1 required positional argument: 'c'
>>> func(1, 2, 3)
Three parameters
複製代碼

可是咱們知道，Python 函數的形參十分靈活，咱們能夠只定義一個函數來實現相同的功能，就像這樣

>>> def func(*args):
...     if len(args) == 1:
...         print('One parameter')
...     elif len(args) == 2:
...         print('Two parameters')
...     elif len(args) == 3:
...         print('Three parameters')
...     else:
...         print('Error')
... 
>>> func(1)
One parameter
>>> func(1, 2)
Two parameters
>>> func(1, 2, 3)
Three parameters
>>> func(1, 2, 3, 4)
Error
複製代碼

參數類型不一樣的情形

一樣，先看下當前狀況下 C++ 的重載是怎麼實現的

#include <iostream>
using namespace std;

int func(int a)
{
	cout << 'Int: ' << a << endl;
}

int func(float a)
{
	cout << 'Float: ' << a << endl;
}
複製代碼

代碼中，func 支持兩種類型的參數：整形和浮點型。調用時，解釋器會根據參數類型去尋找合適的函數。Python 要實現相似的功能，須要藉助 functools.singledispatch 裝飾器。

from functools import singledispatch

@singledispatch
def func(a):
	print(f'Other: {a}')

@func.register(int)
def _(a):
	print(f'Int: {a}')

@func.register(float)
def _(a):
	print(f'Float: {a}')

if __name__ == '__main__':
	func('zzz')
	func(1)
	func(1.2)
複製代碼

func 函數被 functools.singledispatch 裝飾後，又根據不一樣的參數類型綁定了另外兩個函數。當參數類型爲整形或者浮點型時，調用綁定的對應的某個函數，不然，調用自身。

執行結果

Other: zzz
Int: 1
Float: 1.2
複製代碼

須要注意的是，這種方式只可以根據第一個參數的類型去肯定最後調用的函數。

關於 singledispatch 的更多細節請看官方文檔

https://docs.python.org/3.6/library/functools.html#functools.singledispatch
複製代碼

注意：函數返回值不一樣也是重載的一種狀況，暫時沒有比較好的 Python 實現方式，因此沒有說起

我的以爲，重載就是爲了語言的靈活性而設計的，而 Python 函數原本就有很多巧妙的設計，這個時候去仿這個技術，其實沒有多大必要，並且感受有些違背 Python 的哲學。因此，本文更多的是在講如何模仿，而對於重載的使用場景並無做多少說明。

本文首發於公衆號「小小後端」。