Перейти до основного вмісту

Python: Обчислювані аргументи функцій

Вступ

Для більш-менш притомного Python програміста наступна форма визначення функції не є секретом, і взагалі досить часто використовується:

>>> def f(a, b=4)
...     return a+b

Абсолютно друнувата функція, що не несе практичного сенсу, але тим не менш є дуже зручною в даному випадку. В нашій функції b - необов'язковий аргумент, в чому ми можемо переконатись, зробивши декілька викликів:

>>> f(1,3)
4
>>> f(0)
4
>>> f(2)
6

Отже, тут все очевидно. Що ж станеться з функцією, якщо ми передамо аргументу значення по замовчуванню як обчислюваний вираз? Документація по Python нас строго попереджує: значення по замовчуванню обчислюється тільки один раз, окрім значень, що змінюються (наприклад, списків, за посиланням є навіть приклад такої ситуації).

Давайте спробуємо:

>>> from random import random
>>> def f2(d=random())
...         return d
>>> f2()
0.62437741519371093
>>> f2()
0.62437741519371093
>>>

Ви, швидше за все, отримаєте інше значення це ж random, але сенс у тому, що він справді обчислюється один раз, що і показали 2 послідовних виклики функції. 

Замикання (closures)

Трошки по-іншому виглядає ситуація з замиканнями. Здається звичайна функція, просто всередині іншої функції, але тут вже справа різниться корінним чином. Розглянемо приклад:

>>> def f():
...     def f1(b=random()):
...             return b
...     return f1()
... 
>>> f()
0.041199469165380531
>>> f()
0.48751939270617983

От біда. Аргумент по замовчуванню, здавалося б, обчислюється один раз, а насправді виходить, що ні. Насправді все дуже просто, навіть якщо це неясно з першого разу, але, щоб все стало на свої місця, варто копнути трошки глибше - а саме в процес виконання коду всередині, тобто в байт-код даних функцій. Ось як виглядає байт-код найпершої функції цієї статті:

>>> from dis import dis
>>> dis(f2)

  2           0 LOAD_FAST                0 (d)
              3 RETURN_VALUE      


Отже, кладемо в стек значення аргументу і повертаємо це значення. Як бачимо, ніякого обчислення не відбувається при виклику функції. Тепер розглянемо варіант з замиканням:

>>> dis(f)
  2           0 LOAD_GLOBAL              0 (random)
              3 CALL_FUNCTION            0
              6 LOAD_CONST               1 (<code object f1 at 0x7f726ccded50, file "", line 2>)
              9 MAKE_FUNCTION            1
             12 STORE_FAST               0 (f1)

  4          15 LOAD_FAST                0 (f1)
             18 CALL_FUNCTION            0
             21 RETURN_VALUE        

О, тут уже байт-код набагато цікавіший. Як бачимо, спочатку виконується random() (перші 2 рядки), потім завантажується код (code object), і з цього всього створюється нова функція, яка потім вже викликається, щоб отримати результат і вийти із зовнішньої функції.

Таким чином ми бачимо, що в першому випадку MAKE_FUNCTION була викликана раніше в коді, тому значення обчислювальних аргументів однакові. Воно обичслюється тоді, коли Python доходить в процесі виконання до цієї функції (наприклад, при імпорті модуля). 

Але, якщо виконати виклик внутрішньої функції двічі всередині зовнішньої, результат обох викликів буде однаковим. 
>>> def f():
...     def f1(b=random()):
...             return b
...     print f1()
...     print f1()
... 
>>> f()
0.952015246599
0.952015246599
>>> 
Оскільки опкод MAKE_FUNCTION виконується всього один раз, то і обчислення аргументів буде відбуватись 1 раз. 

Висновок

Як працює MAKE_FUNCTION і CALL_FUNCTION можна дізнатись з файлу ceval.c, який є частиною коду інтерпретатора Python.

Коментарі

Дописати коментар

Популярні дописи з цього блогу

Регулярні вирази в Python: вивчення та оптимізація

Writing a regular expression is more than a skill -- it's an art. Jeffrey Friedl Що це таке? Рано чи піздно майже кожному програмісту в своєму житті доводиться стикатись з регулярними виразами. Термін "Регулярні вирази" є перекладом з англійської словосполучення "Regular expressions" і не є зовсім точним, а для тих, хто перший раз почув цей термін, мабуть, навіть спантеличуючим (я, наприклад, коли вперше почув, ніяк не міг собі второпати по назві, хоча б приблизно, що це, і для чого використовується). Літературний і більш осмислений переклад звучав би, мабуть, як "шаблонні вирази". Але назва вже прижилась, а скажете "шаблонні вирази" - вас просто не зрозуміють :). Звідси: Регулярний вираз -  це рядок, що задає шаблон пошуку під-рядків в рядку. Регулярні вирази використовуються для аналізу текстів на предмет відповідності текстової інформації деякому шаблону. Наприклад , шаблон, що задає слово, яке містить букву "к". Де застосовують

Python: як програмно перемкнути розкладку клавіатури в Windows

Дослідивши дане питання, я побачив, що Python не має засобів "з коробки" для вирішення цієї задачі. Відвоідно, задача повинна вирішуватись для каждої ОС своїм шляхом. Дане рішення було знайдено мною для ОС Windows XP +. Панацея - Win API Для того, щоб виконати завдання необхідно встановити додатково бібліотеку pywin32 , яка надає доступ до функцій Windows API з Python. З цієї бібліотеки нам знадобиться модуль win32api . >>> import win32api Дослідивши його вміст, можна побачити, що для роботы з розкладкою клавіатури є декілька функцій і одне системне повідомлення Windows - WM_INPUTLANGCHANGE : GetKeyboardLayout GetKeyboardLayoutList LoadKeyboardLayout В даному випадку для нас важлива саме остання функція - LoadKeyboardLayout . Дана функція завантажує нову розкладку (якщо вона ще не завантажена) і виконує після цього ще якісь дії; приймає в якості аргументів два: рядок з ідентифікатором розкладки. дію. Більш детально про їхні можливі значення можна почитати в MSDN . О

wxPython: Gif-анімація і прозорість

Коротко про анімацію в wxPython Дядечко робить анімацію на wxPython В wxPython засоби для роботи з анімацією - це пакет wx.animate . Пакет досить нехитрий - всього декілька класів, з яких частіше за все в роботі використовуються 2: wx.animate.Animation - інкапсулює параметри анімації, а також підтримує завантаження анімації з файлу. Підтримує Gif і Ani   формати анімацій. wx.animate.GifAnimationCtrl - Контрол для рендера і Gif-анімації в графічному інтерфейсі додатку. Останній - дуже класний засіб, оскільки дозволяє фактично в декілька рядків додати в вікно готовуу анімацію: ag_fname = r"progress.gif" ag = wx.animate.GIFAnimationCtrl(self, -1, ag_fname, pos=(0, 0), size=(64,64)) ag.GetPlayer().UseBackgroundColour(True) ag.Play() Досить непогано. І навіть більше ... прозорість. Прозрачность Третій рядок наведеного коду натякає нам, що анімація буде використовувати замість кольору, який в ній встановлений прозорим - фоновий колір вікна. Кажуть, що на GTK воно так і