如何重载Python函数，让程序更加灵活

Python是一种很灵活的语言，因为它提供了很多的特性，其中之一就是函数的重载。函数重载是指在同一个文件或者同一个作用域内，有多个函数名称相同但是参数不同的函数。

相当于把一个函数名用于多个功能不同的函数，一定程度上增强了程序的可读性，方便明确具体执行哪个函数。Python的函数重载实现起来也很简单，不借助任何库函数就可以完成。下面就详细介绍如何在Python中实现函数重载。

1、使用默认参数（最常用）

使用默认参数是Python最常用的函数重载方法之一。如果你的函数参数不确定，但是大多数情况下都是一样的，这时你可以在定义函数的时候给参数设定默认值。这样在调用函数时，如果传入了实际参数，则使用传入的参数值，否则就使用默认值。

def add(a, b=0, c=0):
  return a + b + c

这个函数中，参数b和c都有默认值0，如果没有传入对应的参数，则自动使用默认值。既可以传2个参数，又可以传3个参数。这样，这个函数就支持重载。例如:

add(1) == 1
add(1, 2) == 3
add(1, 2, 3) == 6

2、使用*args和**kwargs收集参数 （最灵活）

如果在默认参数中无法用一个默认值代替某个参数，那么就可以使用*args和**kwargs，他们可以接收不定数量的位置参数和关键字参数。

在接收参数时，会将位置参数收集到args元组中，关键字参数收集到kwargs字典中。

def plus(*args, **kwargs):
  result = 0
  for arg in args:
    result += arg
  for key in kwargs:
    result += kwargs[key]
  return result

这个函数可以接收不定数量的位置参数和关键字参数，无论是传递几个还是很多个参数都能够通过函数进行处理。使用这种方式的函数重载，可以让函数更加灵活，使用起来也很方便。例如：

plus() == 0
plus(1, 2, 3) == 6
plus(a=1, b=2, c=3) == 6
plus(1, 2, 3, a=1, b=2, c=3) == 12

3、通过参数类型判断实现重载

Python是一种弱类型的语言，这意味着它没有静态类型检查，也就是说我们很难从函数签名中确定我们正在讨论哪个函数。但是，Python有一个__annotations__内置变量这个变量可以让我们为函数和变量添加注释。在 Python 中使用注释时，可以为函数或方法的参数和返回值定义类型。

def add(a: int, b: int) -> int:
    return a + b

上面函数中使用了类型注释，我们可以通过改变类型来达到函数重载效果。

def add(a: str, b: str) -> str:
    return a + b

这样的函数签名就变了，通过参数的类型也可以判断出具体使用哪个函数。

但是Python是一个动态的语言，类型注释并不具有强制性，并不会真正限制输入参数的类型。所以这种方式并不能完全代替函数重载，仍然有其局限性。

4、使用functional overloading库实现重载

functional-overloading是一个Python库，可简化函数重载的实现。

首先需要安装该库，然后import，使用@overload装饰符和不同的参数类型定义重载。这样，每个重载被定义为不同的函数，就像我们将其显示编写为不同的函数名一样：

from functional_overloading import overload

@overload
def add(a: int, b: int) -> int:
  return a + b

@overload
def add(a: str, b: str) -> str:
  return a + b

这样就完成了函数的重载, 和第三个例子类似使用。

总结：

当我们需要实现的函数具有不同的参数类型时，函数的灵活性就显得尤为重要，因为不同的参数类型在不同的上下文中可能会使用不同的实现。

Via方法是“最端点”，也是最推荐的方法，因为它是Pythonic的（即，它采用Python的原则和惯例），适用于任何类型的参数，而使用默认参数或多种参数类型要麻烦得多。

def plus(num1, num2=None):
  if num2 is None:
    return num1
  else:
    return num1+num2

使用这种方法时，调用一组参数少的函数时有方便之处，而在处理多组参数（不确定数量）时可能需要进行额外的操作。