Множественная перегрузка функций в Python: рецепт для игровых пуль

Быстрый ответ

В Python возможно имитировать перегрузку функций, и тем самым добиться того, что одна функция будет исполнять различные действия в зависимости от числа и типа принимаемых ей аргументов. Это осуществляется через использование такого синтаксиса как *args и **kwargs, а также с помощью инструкций if и функции isinstance(). Пример ниже иллюстрирует функцию, поведение которой отличается в зависимости от типа и количества принимаемых ей аргументов:

def func(*args):
    if len(args) == 1 and isinstance(args[0], str):
        return "Строка: " + args[0]
    elif len(args) == 2 and all(isinstance(arg, int) for arg in args):
        return "Сумма: " + str(sum(args))

print(func("тест"))  # Вывод: Строка: тест
print(func(1, 2))    # Вывод: Сумма: 3

Здесь len(args) считает количество аргументов, а isinstance() проверяет их типы, тем самым адаптируя функцию к различным обстоятельствам.

Объединение функций с использованием singledispatch

Начиная с версии Python 3.4 стал доступен декоратор functools.singledispatch, позволяющий менять поведение функции в зависимости от типа первого аргумента. Сначала определяется функция с декоратором @singledispatch как обработчик по умолчанию, а затем с применением метода .register() добавляются варианты функции для различных типов аргументов:

from functools import singledispatch

@singledispatch
def func(arg):
    raise NotImplementedError("Тип не поддерживается")

@func.register(str)
def _(arg):
    return "Строка: " + arg

@func.register(list)
def _(arg):
    return "Список: " + str(len(arg))

Функция func будет вызываться с разным поведением в зависимости от типа первого аргумента, передаваемого ей.

Знакомство с multipledispatch

Для работы с функциями, имеющими несколько сигнатур, подходит библиотека multipledispatch, расширяющая возможности перегрузки функций. Однако стоит учесть, что она не обеспечивает потокобезопасность в многопоточных средах.

from multipledispatch import dispatch

@dispatch(str)
def func(arg):
    return "Строка: " + arg

@dispatch(int, int)
def func(x, y):
    return "Сумма: " + str(x + y)

@dispatch(list)
def func(arg):
    return "Список: " + str(len(arg))

Визуализация

Чтобы наглядно представить суть перегрузки функций, давайте представим маскарадный бал. На этом балу каждый гость представляет функцию с одним и тем же именем, но "маски", которые они носят, отражают различные типы аргументов:

Гости у входа 🧙🤖🧟‍♂️: "Все мы — это func!"

Организатор бала, Python, определяет гостей по их "маскам" и предоставляет им специальные "браслеты". Здесь они известны как перегруженные версии:

@overload
def func(🧙: Волшебник): ...
@overload
def func(🤖: Робот): ...
@overload
def func(🧟‍♂️: Зомби): ...

Когда вызывается func, Python определяет тип аргумента и активирует соответствующую реализацию функции:

func(🧙) -> "Привет, Волшебник!"
func(🤖) -> "Привет, Робот!"
func(🧟‍♂️) -> "Боже, Зомби!"

Примечание: Несмотря на то, что Python не поддерживает перегрузку функций на уровне языка, можно имитировать подобный функционал при помощи декоратора @overload из модуля typing.

Осмотрим мир мультиметодов

Существует и другой подход к перегрузке – мультиметоды. Это методы, которые не связаны ни с одним классом или объектом. Они работают как самостоятельные единицы, отказываясь от традиционной классификации с наследованием и широким использованием именованных аргументов.

Полезные материалы

1. Перегрузка функций с помощью singledispatch – документация Python. Подробнее о перегрузке функций с помощью singledispatch вы можете прочитать в официальной документации Python.
2. PEP 3124 – Перегрузка, общая функциональность, интерфейсы и адаптация. Дополнительную информацию по перегрузке можно извлечь из этого технического документа.
3. Перегрузка функций в Python – Stack Overflow. Изучите обсуждения и советы в сообществе разработчиков на Stack Overflow для углубления своих знаний.
4. Понимание перегрузки функций в Python. Этот текст на Medium подскажет вам более тонкие детали перегрузки функций.
5. Учебник по перегрузке функций | DigitalOcean. Пройдите по этому подробному практическому руководству, чтобы освоить тему.