Python中函数参数的模式匹配

Question

假设我有一个名为 generator 返回一个在特定范围内随机选择的4元组。假设这个元组的形式是这样的 (age, sex, location, marital_status):

age is in range(5, 85)
sex is a member of the set {"m", "f"}
location is a member of the set of all the cities in California
marital_status is a member of {"married", "single", "separated"}

另一方面，假设我定义了20个不同的函数，其定义如下。

def p1 (age, sex, location, marital_status)
def p2 (age, sex, location, marital_status)   
.
.

其中 p1 应该接收参数，其值的形式如下。

`age` must be in the range 20 to 45
`sex` must be male
`location` could be any city in Southern California
`marital_status` could be either single or married

想象一下 p2 一直到 p20.

有什么实用的方法来确定哪一组生成的值符合哪个函数？

在这种情况下，所有的定义都是完全一样的，但我可以想象到在某些情况下，定义可能会有细微的差别，比如说 p18 可能是 def p1 (age, location) 的可能性范围的具体限制。age 和 location.

P.S. 这些模式不一定是相互排斥的，这意味着一组生成的值可能会匹配多个函数。

Answer 1

在Python 3.X (但不是2.X)中，你可以在Python 3.X中附加以下内容 注释信息 (关于函数的参数和结果的任意用户定义数据)到一个函数对象。在这里，你可以在装饰器中使用这个功能来包装你的函数，以检查你的参数的范围。

例如，你可以使用以下范围测试函数。

def rangetest(func):
    def onCall(**kargs):
        argchecks = func.__annotations__

        if all(val in range(*argchecks.get(arg)) for arg,val in kargs.items()):
            return func(**kargs)
        else :
              print ("invalid arg range")
    return onCall


@rangetest
def func(a:(1, 5), b:(4,7), c:(0, 10)):
    print(a + b + c)

Demo :

func(a=2, b=6, c=8)
16
func(a=2, b=6, c=15)
invalid arg range

这里有一些要点。第一，由于注解信息是在一个字典中（python以字典的形式返回），而字典没有特定的顺序，你需要在你的函数中使用关键字参数，才能得到它在注解信息字典中的相对范围。

另外，这里我只是使用了数字范围，但你也可以使用一些自定义范围，比如像你问题中显示的单词列表。all 你需要检查其类型，然后根据其类型使用适当的操作 。

all(kwargs.get(arg) in range(*arg_range) if is instance (arg_range,tuple) else kwargs.get(arg) in arg_range for arg,arg_range in argchecks.items())

Answer 2

# define test t1 for function p1
def t1(params):
    return params["age"] in range(5, 85) \
        and params["sex"] in ["m", "f"] \
        and cityof(params["location"], "California") \
        and params["marital_status"] in ["married", "single", "separated"]
# and similarly for other p* functions

# define functions
def p1(params): ...
def p2(params): ...
# and so on

# bind tests and functions
RULES = {
    (t1, p1),
    (t2, p2),
    ...
}

# have the right functions called
def go(params):
    for rule in RULES:
        if rule[0](params):
            rule[1](params)

# test it
go({"age": 6, "sex": "m", "location": "somewhere", "marital_status": "single"})

只是一些注释。

• 测试可以包含在函数本身。
• 测试函数也必须处理缺少参数的情况。
• 也可以直接使用函数参数。

其实有几种可能的变化，但主要原理是一样的。找到匹配的函数并调用它.

Answer 3

如果你愿意在你的函数中添加格式化的 doc 字符串（而不是检查每个参数的类型），那么你可以考虑这样做。

# This function has a foratted doc string.
# :argument: Truth condition to be evaluated
# If any condition is False, function won't be called
def party_list(name, age, sex):
    """
    :name:"{}" != "Dad"
    :age:17< {} <25
    :sex:True
    """
    print("You're invited to my party, {}!".format(name))


# We will make some sample data
keys = ["name", "age", "sex"]
values = [["John", 24, "Male"],
          ["Sarah", 25, "Female"],
          ["Pikachu", 2, "Pokemon"],
          ["Pizza guy", 18, "Male"]]
# Turn it in to a dictionary
for key, value in enumerate(values):
    values[key] = {t:p for t, p in zip(keys, value)}


# These conditions can be dynamically made for each function,
# because we have access to the doc string from the outside
conditions = list(filter(lambda c: ':' in c, party_list.__doc__.split('\n')))
for friend in values:
    for case in conditions:
        tag, code = case.split(':')[1:]
        if not eval(code.format(friend[tag])):
            break
    else:
        party_list(friend["name"], friend["age"], friend["sex"])