详解Python 函数式复合和柯里化

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Python函数式编程中的复合(composition)和柯里化(currying)是两个重要的概念。

函数式复合

函数式复合是将两个或多个函数组合成一个新函数的过程,其中一个函数的输出成为另一个函数的输入。

在Python中,可以使用pipe函数实现函数复合。pipe函数接受多个函数作为参数,并返回将这些函数组合在一起的新函数。例如,以下代码演示如何通过pipe函数组合两个函数f和g:

from functools import *
def f(x):
    return x + 1
def g(x):
    return x * 2
fg = pipe(f, g)
print(fg(3)) # 输出 8

在上述代码中,我们定义了两个简单的函数f和g。我们使用pipe函数将它们组合在一起,并将返回的新函数赋值给变量fg。最后,我们通过调用fg函数来计算f(g(3))的结果。fg(3)等于f(g(3)),即1 + 2 * 3 = 7。

函数柯里化

函数柯里化是将一个接受多个参数的函数转换成一个接受一个参数的函数序列的过程。每个函数序列将返回一个新函数,该函数接受下一个参数,直到接受所有参数并返回最终结果。

在Python中,可以使用curry函数实现函数柯里化。curry函数接受一个函数作为参数,并返回一个新函数。新函数基于原始函数创建一个带有部分参数的封闭函数。以下代码演示了如何使用curry函数计算正方形的面积:

from functools import *
def square_area(length, width):
    return length * width

curried = curry(square_area)
length_5 = curried(5)
print(length_5(4)) # 输出 20

在上述代码中,我们定义了一个函数square_area,该函数接受两个参数并返回它们的乘积。我们使用curry函数将它转换为一个新函数,该函数只接受一个参数。然后,我们调用新函数并传递第一个参数(正方形的一条边),并将返回的函数存储在变量length_5中。最后,我们调用length_5函数并传递第二个参数(另一条边),并计算正方形的面积。

再给出一个函数柯里化的例子,这次是一个带有多个参数的函数:

from functools import *
def add(a, b, c):
    return a + b + c

curried = curry(add)
add_5_4 = curried(5)(4)
print(add_5_4(2)) # 输出 11

在上述代码中,我们定义了一个简单的函数add,该函数接受三个参数并返回它们的和。然后,我们使用curry函数将它转换为一个新函数,该函数接受一个参数并返回另一个新函数,该函数接受下一个参数。我们使用两次curry函数负责将所有三个参数依次传递。最后,我们调用返回的函数并传递最后一个参数。