Python functools partial 混淆

Question

请看下面的内容：

from functools import partial
def add(a, b, c):
   return 100 * a + 10 * b + c

add_part = partial(add, c = 2, b = 1)
add_part(3)
312

可以正常工作。但是：

def foo(x, y, z):
   return x+y+z

bar = partial(foo, y=3)

bar(1, 2)

抛出异常：

Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: foo() got multiple values for argument 'y'

显然我错过了一些显而易见的东西，但是是什么呢？

- Igor Rivin

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你使用的是哪个版本的Python？ - joseville

@joseville 我正在使用3.8版本 - 最近的版本有什么重大变化吗？ - Igor Rivin

Answer 1

partial() 的定义来自于官方的 functools 文档:

def partial(func, /, *args, **keywords):
    def newfunc(*fargs, **fkeywords):
        newkeywords = {**keywords, **fkeywords}
        return func(*args, *fargs, **newkeywords)
    newfunc.func = func
    newfunc.args = args
    newfunc.keywords = keywords
    return newfunc

这意味着在你的情况下，partial()返回的是foo()函数，并将其签名修改如下：

>>> from inspect import signature
>>> signature(bar)
<Signature (x, *, y=3, z)>

为了解决你的错误，你可以向bar()函数提供关键字参数：

def foo(x, y, z):
   return x+y+z

bar = partial(foo, y=3)

bar(x=1, z=2)

- Kevin Hillairet

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关于签名的好处很明显。由于在签名中*之后出现了z，我认为这意味着z是一个“仅限关键字参数”，而y也是一个“仅限关键字参数”，但它具有默认值。请参阅PEP 3102：https://www.python.org/dev/peps/pep-3102/ - joseville

我发现了一些“奇怪”的东西。也许你知道为什么：def baz(x, *, y=3, z): return x + y + z 和 bar 有相同的签名（即两者都具有 <Signature (x, *, y=3, z)> 的签名）。然而，bar(1, 2) 导致 TypeError: foo() got multiple values for argument 'y'，而 baz(1, 2) 也导致了一个 TypeError，但是错误信息不同：TypeError: bar() takes 1 positional argument but 2 were given。对我来说，第二个错误信息更符合 PEP 3102 的“函数调用行为”。我只是觉得很奇怪。 - joseville

Answer 2

从Python 3.9文档中：

返回一个新的partial对象，当调用时，它会像使用位置参数args和关键字参数keywords调用func一样。如果调用时提供了更多的参数，则它们将被附加到args中。如果提供了额外的关键字参数，则它们会扩展并覆盖keywords。

def foo(x, y, z):
   return x+y+z

bar = partial(foo, y=3)

print(bar.args) # ()
print(bar.keywords) # {'y': 3}

当调用bar(1, 2)时，bar.args变为(1, 2)，而bar.keywords仍然是{'y': 3}。

注意到这一点后，下一步是参考PEP 3102中指定的"函数调用行为"。

当调用一个函数时，输入参数会按照以下方式分配给形式参数： - 对于每个形式参数，都有一个插槽用于包含分配给该参数的参数值。 - 已经赋值的插槽被标记为“已填充”。尚未分配值的插槽被视为“空白”。 - 最初，所有插槽都被标记为空。 - 首先分配位置参数，然后是关键字参数。 - 对于每个位置参数： - 尝试将参数绑定到第一个未填充的参数插槽。如果插槽不是可变参数插槽，则将插槽标记为“已填充”。 - 如果下一个未填充的插槽是可变参数插槽，并且它没有名称，则会出现错误。 - 否则，如果下一个未填充的插槽是可变参数插槽，则所有剩余的非关键字参数都放置在可变参数插槽中。 - 对于每个关键字参数： - 如果存在与关键字相同名称的参数，则将参数值分配给该参数插槽。但是，如果参数插槽已经被填充，则会出现错误。 - 否则，如果存在“关键字字典”参数，则使用关键字名称作为字典键将参数添加到字典中，除非已经存在具有该键的条目，在这种情况下会出现错误。 - 否则，如果没有关键字字典和没有匹配的命名参数，则会出现错误。 - 最后： - 如果可变参数插槽尚未填充，则将一个空元组分配为其值。 - 对于每个剩余的空插槽：如果该插槽有默认值，则使用默认值填充插槽。如果没有默认值，则会出现错误。

“虽然上面的内容不确定是否最新，也不确定如何在这种情况下应用它，因为我不确定 'bar' 是否有位置参数或可变参数。”

- joseville