Python中的偏函数介绍

1. 什么是偏函数？

在python中，偏函数是指固定函数中的部分参数，生成一个新的函数。原来的函数我们称之为被绑定的函数。偏函数可以在不修改被绑定函数的源代码的情况下，方便地修改函数的参数，使得代码更加简洁、模块化。

2. 偏函数的使用

Python中偏函数的使用非常便捷，它可以通过标准库中的functools模块来实现。functools.partial()方法可以生成一个偏函数，它通过指定被绑定的函数、需要绑定的参数来生成一个新的函数。

举个例子，我们定义一个实现加法操作的函数：

def add(x, y):

    return x + y

我们可以通过偏函数来实现其中一个参数的绑定，比如让函数add绑定参数y，变成一个只需要输入x，就能返回x + 3的函数：

import functools

add_3 = functools.partial(add, y=3)

偏函数add_3的功能是自动将第二个参数y固定为3，此时我们如果需要进行加法操作可以直接输入x即可。代码演示如下：

result = add_3(7)

print(result)  # 程序输出：10

在上面的例子中，通过partial()方法将add绑定了一个参数，也就是修正了它的参数，将第二个参数固定为3。这里返回的是一个将add函数固定了一个参数之后的新函数。

3. 偏函数具体使用案例

深入了解偏函数之后，我们来看看它的具体应用场景。偏函数常常被用来固定一定的参数，比如：

3.1 指定默认值

偏函数可以解决我们在编写函数时，需要指定默认参数的问题。例如：

int() 函数可以接受两个参数x，base，其中base分别代表转换的进制数（默认为10），对于常见的二进制转换，我们常常使用 int(x, 2)，其中2就是转换成二进制的进制数。我们可以通过绑定参数将其写成 int_2 = functools.partial(int, base=2)，然后使用 int_2(x) 就相当于调用了 int(x, base=2)。

3.2 快速生成特定条件的函数

使用偏函数可以快速生成特定条件的函数，例如我们需要随机生成数字，可以使用 random 模块中的 randrange() 方法，来生成一个指定范围内的数值。而偏函数可以为我们定制一个指定范围的 randrange() 方法，例如：

#生成一个list，其中有10个不重复的随机数，范围在[0, 100)之间

import random

rand10 = functools.partial(random.sample, range(100), 10)

print(rand10())

此时，我们通过偏函数rand10返回了一个名为 sample 的函数的部分，其中range(100)代表可随机生成的范围为0到99个整数，然后通过前几个参数生成一个返回随机数的特定函数样本。在此的输出结果是生成了与10个不重复的随机数列表。

4. 偏函数与闭包

在Python的函数式编程中，函数式编程风格常常会依靠闭包来完成一些有趣或是必要的特性；而偏函数作为函数式编程的基础工具，来源也是相同的思路。在此，我们简单介绍一下偏函数与闭包的相关概念：

闭包是指，在函数内部定义一个内层函数，并将内层函数作为返回值返回，且此内层函数引用到了外部函数参数或变量，这种组合成的形式称为闭包。

偏函数与闭包类似，同样用到了对函数的引用，其内部函数引用了外部函数的变量或者参数。在偏函数中，主要利用到了内置函数适配器的复用性来生成新的函数对象。

5. 总结

偏函数是Python函数式编程重要的基础工具之一，它通过生成一份被绑定的函数的复制来简化函数参数传递的过程，使得代码的可维护性、可扩展性得到了大幅提升。总之，学会偏函数的使用可以帮助我们更好的编程，提高代码质量，也能够展示出Python功能贴近开发手者的特点。