相当于 Mathematica 的 Sow/Reap 的 Python

Question

假设我在 Mathematica 中定义了以下函数:

f[list_] := Map[Prime[Sow[#]] &, list];

它输出一个素数列表，这样如果输入列表在位置 i 有 n 个，那么输出列表将在位置 i 包含第 n 个素数。例如，

In[2]:= f[{1, 3, 4}]

Out[2]= {2, 5, 7}

现在，如果出于某种原因(调试等...)，我想检查将哪些值输入到 Prime 函数中。由于函数中的 Sow 命令，我可以这样做

In[3] := Reap[f[{1, 3, 4}]]

Out[3] := {{2, 5, 7}, {{1, 3, 4}}}

有关 Sow/Reap 的更多详细信息，请参阅 Wolfram Documentation .我的问题是，是否存在与 Mathematica 的 Sow 和 Reap 功能等同的自然 Python 功能？特别是，是否有一种方法可以在不从您想要执行的 python 函数中显式返回额外内容的情况下执行此类操作它是，编写第二个几乎相同但返回额外内容的 python 函数，还是使用全局变量？

Answer 1

我想出了两种方法来实现类似这样的基本版本，每种方法都有其自身的局限性。这是第一个版本:

farm = []

def sower(func):
    def wrapped(*args, **kw):
        farm.append([])
        return func(*args, **kw)
    return wrapped

def sow(val):
    farm[-1].append(val)
    return val

def reap(val):
    return val, farm.pop()

您可以像这样使用它(基于 Mathematica 文档页面中的示例之一):

>>> @sower
... def someSum():
...     return sum(sow(x**2 + 1) if (x**2 + 1) % 2 == 0 else x**2 + 1 for x in xrange(1, 11))
>>> someSum()
395
>>> reap(someSum())
(395, [2, 10, 26, 50, 82])

这有一些限制:

1. 任何想要使用sow 的函数都必须使用sower 装饰器进行装饰。这意味着您不能像 Mathematica 示例那样在内联表达式中使用 sow ，例如列表理解。您也许可以通过检查调用堆栈来解决这个问题，但它可能会变得丑陋。
2. 任何播种但未收获的值(value)都会永远存储在“农场”中，因此农场会随着时间的推移变得越来越大。
3. 它没有文档中显示的“标签”功能，尽管添加起来并不难。

写这篇文章让我想到了一个更简单的实现，但权衡略有不同:

farm = []

def sow(val):
    if farm:
        farm[-1].append(val)
    return val

def reap(expr):
    farm.append([])
    val = expr()
    return val, farm.pop()

这个你可以像这样使用，它有点类似于 Mathematica 版本:

>>> reap(lambda: sum(sow(x**2 + 1) if (x**2 + 1) % 2 == 0 else x**2 + 1 for x in xrange(1, 11)))
(395, [2, 10, 26, 50, 82])

这个不需要装饰器，它会清理获得的值，但它需要一个无参数函数作为它的参数，这需要你将你的播种表达式包装在一个函数中(这里使用 lambda )。此外，这意味着 reaped 表达式调用的任何函数中的所有播种值都将插入到同一个列表中，这可能会导致奇怪的排序；我无法从 Mathematica 文档中判断那是 Mathematica 所做的还是什么。