Python会不会支持函数重载？龟叔仅用30行代码搞定

你好，我是zhenguo

在公众号建立四周年之际，我将一直沿用的公众号名字 Python与算法社区 修改为 程序员zhenguo，

希望你能继续关注带有蜜蜂头像 程序员zhenguo 的公众号，我确信你一定能从我这里学到一些真正有用的Python和算法知识，获取到我精选的相关资料。

最近几天时间写出这么一篇文章，参考Python创建者龟叔在2005年写的一篇博文，是关于Python函数重载的话题，从龟叔的30行代码中就能看出他的非凡智慧，我有幸在上面做出一些修改。

我们知道Python语法本身并不支持函数重载，龟叔2005年写的一篇博文中说到：函数重载太高级了以至于他不会用到。但是龟叔不愧是仁慈大叔，他依然给出了Python实现函数重载的方法，代码实现在我看来简洁高级又明确。

因为不支持函数重载，所以下面两个f的定义，第二个会覆盖第一个，因此调用第一个会报错：第一个

def f(a: int):
    print(f'a={a}')

第二个

def f(a: int, b: float):
    print(f'a={a}, b')

调用第一个：

f(1)

打印：

TypeError: f() missing 1 required positional argument: 'b'

龟叔使用装饰器对待重载的函数进行增强，使用registry作为函数字典，函数名为键，值为封装的MultiMethod对象

# 这是 mm.py 中代码
# 这是函数重载装饰器multimethod
def multimethod(*types):
    def register(f):
        f_name = f.__name__
        mm = registry.get(f_name)
        if mm is None:
            mm = registry[f_name] = MultiMethod(f_name)
        mm.register(types, f)
        return mm
    return register

MultiMethod内部封装的type_dict属性是同一个函数名下的不同版本字典，注意只支持位置参数，使用参数组合类型作为key，其值为对应函数f

# 这是 mm.py 中代码
# 模块级变量
registry = {} # 函数注册字典

class MultiMethod(object):
    def __init__(self, f_name):
        self.f_name = f_name
        self.type_dict = {}
        
    def __call__(self, *args):
        types = tuple(type(arg) for arg in args) # 生成器表达式
        print(f"函数名={self.f_name}, 参数类型={types}")
        function = self.type_dict.get(types)
        if function is None:
            raise TypeError(f"{types}不支持")
        return function(*args)
    
    def register(self, types, function):
        if types not in self.type_dict:
            self.type_dict[types] = function

这样后multimethod装饰器就具备函数重载功能，以下foo分别重载2个int，2个float，2个str

@multimethod(int, int)
def foo(a, b):
   # 对整型a和b处理
   print(f"a={a}, b={b}")

@multimethod(float, float)
def foo(a, b):
    # 对浮点型a和b处理
   print(f"a={a}, b={b}")

@multimethod(str, str)
def foo(a, b):
    # 对字符串a和b处理
   print(f"a={a}, b={b}")

最后foo就可以实现函数重载了，调用它们：

foo(2,1)
foo(2.0, 1.0)
foo('2.0s', '1.0s')

打印结果如下所示：

函数名=foo, 参数类型=(, )
a=2, b=1

函数名=foo, 参数类型=(, )
a=2.0, b=1.0

函数名=foo, 参数类型=(, )
a=2.0s, b=1.0s

参考龟叔的这篇博文：https://www.artima.com/weblogs/viewpost.jsp?thread=101605

若有任何问题，都可以留言交流。另外，我正在视频号里分享一些Python干货，欢迎关注：

长按关注我的视频号：程序员zhenguo