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详解Python 函数式复合和PyMonad*运算符

  • Post category:Python

函数式编程中的函数可以接受其他函数作为参数或者返回函数作为结果。复合就是将多个函数组合起来，形成一个新的函数。Python中可以使用functools模块中的compose函数实现函数复合：

from functools import compose

def add_two(x):
    return x + 2

def multiply_by_three(x):
    return x * 3

add_two_and_multiply_by_three = compose(multiply_by_three, add_two)
result = add_two_and_multiply_by_three(4) # result = (4 + 2) * 3 = 18
print(result)

在上面的例子中，我们定义了两个简单的函数add_two和multiply_by_three，然后使用compose函数将它们组合起来，形成了一个新的函数add_two_and_multiply_by_three。该函数会将数字先加2，然后再乘以3，最终得出结果18。

PyMonad则是基于Python实现的一种函数式编程的范式，它的核心概念是“单子”（monad）。单子是一种数据类型，它封装了一个值，并提供了一系列操作这个值的函数。PyMonad提供了一组运算符，可以实现单子的组合和转换。

from pymonad.Maybe import *

def divide_three(a):
    if a == 0:
        return Nothing
    else:
        return Just(3/a)

def add_ten(b):
    return Just(b + 10) 

result = Just(5) >> divide_three >> add_ten # result = Just(13)
print(result)

result = Just(0) >> divide_three >> add_ten # result = Nothing
print(result)

上述代码中，我们使用了PyMonad中的Maybe monad，它可以处理可能为空的值。我们定义了两个函数divide_three和add_ten，分别用于将数字除以3和加上10。我们将数字5封装到了一个Just对象中，并使用>>运算符组合了两个函数。最终得到了结果13，这是因为5除以3得到1.6667，加10得到11.6667，然而最终的结果被封装到了一个Just对象中。我们还演示了当输入值为0时，divide_three返回了Nothing，此时后续的add_ten函数不会执行，最终结果也是Nothing。

另一个示例：

from pymonad.Maybe import *

def get_name(person):
    return Just(person.get('name', None))

def get_first_letter(name):
    return Just(name[0]) if name else Nothing

person = {'name': 'Alice'}

result = Just(person) >> get_name >> get_first_letter # result = Just('A')
print(result)

person = {'age': 20}

result = Just(person) >> get_name >> get_first_letter # result = Nothing
print(result)

上述代码中，我们定义了两个函数get_name和get_first_letter，分别用于获取一个人的姓名和获取姓名的第一个字母。我们将一个人的信息封装在了一个字典中，并将其作为输入值封装到了一个Just对象中。我们再次使用了>>运算符组合了两个函数，最终得到了结果’A’。我们还演示了当输入值中没有姓名信息时，最终结果为Nothing。

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