python - 这个特定的 Python 函数组合背后的逻辑是什么？

Question

考虑以下关于函数组合的 Python 片段:

from functools import reduce
def compose(*funcs):
    # compose a group of functions into a single composite (f(g(h(..(x)..)))
    return reduce(lambda f, g: lambda *args, **kwargs: f(g(*args, **kwargs)), funcs)


### --- usage example:
from math import sin, cos, sqrt
mycompositefunc = compose(sin,cos,sqrt)
mycompositefunc(2)

我有两个问题:

1. 谁能给我解释一下compose“操作逻辑”？ (它是如何工作的？)
2. 是否有可能(以及如何？)获得同样的东西 without using reduce为此？

我已经看了here , here和 here too ，我的问题是不理解lambda 的含义或reduce 的含义(我想我得到了，例如，2 在用法示例中将是 funcs 中要组合的第一个元素)。我发现更难理解的是两个 lambda 是如何组合/嵌套并与 *args, **kwargs 混合的复杂性，这里是 reduce 第一个参数 ...

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编辑:

首先，@Martijn 和@Borealid，感谢你们的努力和回答，感谢你们为我付出的时间。 (很抱歉耽误了，我是在业余时间做的，并不总是有很多......)

好吧，现在来谈谈事实......

关于我的问题的第一点:

在此之前，我意识到我并没有真正了解(但我希望我现在已经了解)那些*args, **kwargs 可变参数之前是至少 **kwargs 不是强制性的(我说的好吧？)这让我明白了，例如，为什么 mycompositefunc(2) 只使用一个(非关键字)传递的参数。

然后我意识到，即使将内部 lambda 中的那些 *args、**args 替换为简单的 x，该示例也可以正常工作。我想那是因为，在示例中，所有 3 个组合函数(sin、cos、sqrt)都需要一个(而且只有一个)参数……当然，返回一个结果……所以，更具体地说，它起作用是因为第一个组合函数只需要一个参数(后面的其他函数自然在这里只得到一个参数，这是前面组合函数的结果，所以你不能编写在第一个参数之后期望有多个参数的函数......我知道这有点扭曲但我认为你明白了我想要解释的......)

现在来谈谈对我来说真正不清楚的事情:

lambda f, g: lambda *args, **kwargs: f(g(*args, **kwargs))

lambda 嵌套“魔法”是如何运作的？

怀着你应得的所有崇高的敬意，我对你表示敬意， 在我看来，你们两个得出的结论都是错误的，最终结果应为:sqrt(sin(cos(*args, **kw)))。其实不可能，sqrt函数的使用顺序显然是颠倒的:不是最后一个组合，而是第一个组合。

我这样说是因为:

>>> mycompositefunc(2)
0.1553124117201235

它的结果等于

>>> sin(cos(sqrt(2)))
0.1553124117201235

而你得到一个错误

>>> sqrt(sin(cos(2)))
[...]
ValueError: math domain error

(这是由于试图平方根负 float )

#P.S. for completeness:

>>> sqrt(cos(sin(2)))
0.7837731062727799

>>> cos(sin(sqrt(2)))
0.5505562169613818

所以，我知道函数组合将从最后一个到第一个(即:compose(sin,cos,sqrt) => sin(cos(sqrt(x))))但是“为什么？”和lambda 嵌套“魔法”是如何工作的？ 对我来说仍然有点不清楚...非常感谢帮助/建议!

关于第二点(关于重写 compose without reduce)

@Martijn Pieters:您的第一个撰写(“包装”的)工作并返回完全相同的结果

>>> mp_compfunc = mp_compose(sin,cos,sqrt)
>>> mp_compfunc(2)
0.1553124117201235

不幸的是，展开的版本会循环直到 RuntimeError: maximum recursion depth exceeded ...

@Borealid:您的 foo/bar 示例不会获得超过两个组合函数，但我认为这只是为了解释而不是为了回答第二点，对吧？

Answer 1

lambda 签名和调用语法中的 *args, **kw 语法是传递任意参数 的最佳方式。他们接受任意数量的位置和关键字参数，并将它们传递给下一个调用。您可以将外部 lambda 的结果写为:

def _anonymous_function_(*args, **kw):
    result_of_g = g(*args, **kw)
    return f(result_of_g)
return _anonymous_function

compose 函数可以在没有 reduce() 的情况下重写，如下所示:

def compose(*funcs):
    wrap = lambda f, g: lambda *args, **kw: f(g(*args, **kw))
    result = funcs[0]
    for func in funcs[1:]:
        result = wrap(result, func)
    return result

这与 reduce() 调用完全相同；为函数链调用 lambda。

因此，序列中的前两个函数是 sin 和 cos，它们被替换为:

lambda *args, **kw: sin(cos(*args, **kw))

然后将其作为 f 传递给 next 调用，使用 sqrt g，因此您得到:

lambda *args, **kw: (lambda *args, **kw: sin(cos(*args, **kw)))(sqrt(*args, **kw)))

可以简化为:

lambda *args, **kw: sin(cos(sqrt(*args, **kw)))

因为 f() 是一个将其参数传递给嵌套的 sin(cos()) 调用的 lambda。

最后，您生成了一个调用 sqrt() 的函数，其结果被传递给 cos()，而该函数的输出然后传递给 sin()。 *args, **kw 允许您传入任意数量的参数或关键字参数，因此 compose() 函数可以应用于任何 当然，than 是可调用的，前提是除了第一个函数之外的所有函数都只接受一个参数。