详解Python 函子和应用型函子

Python 函子和应用型函子是函数式编程中重要的概念之一，函子是一种对象，应用型函子是一种特殊的函子。下面将详细介绍Python 函子和应用型函子的完整攻略。

Python 函子

定义

Python 函子是一种可迭代的对象，它可以被映射为一个或多个值。通俗地说，函子就是将一个值映射为另一个值。函子可以是任何类型的对象，但必须实现__init__()和__call__()方法。

以下是一个简单的函子的示例，将一个数值加上7：

class AddSeven:
    def __init__(self, val):
        self.val = val

    def __call__(self):
        return self.val + 7

adder = AddSeven(3)
assert adder() == 10

上述代码中，AddSeven是一个函子类，__init__()方法用于初始化值，__call__()方法用于执行映射操作，将输入值加上7。

示例

以下是一个使用Python函子的示例，将一个列表中的每一个元素加上7：

class AddSeven:
    def __init__(self, val):
        self.val = val

    def __call__(self):
        return self.val + 7

list_to_map = [1, 2, 3, 4, 5]

map_result = map(AddSeven, list_to_map)

assert list(map_result) == [8, 9, 10, 11, 12]

在上述代码中，使用Python内置的map()函数，将AddSeven函子应用到输入列表list_to_map中的每一个元素，返回一个新的映射之后的列表map_result，该列表中的每一个元素都加上了7。

应用型函子

定义

应用型函子是一种特殊的函子，它为了避免繁琐的函数调用而设计，将多个函子连接成一个链并自动进行函数调用。应用型函子可以实现链式编程，它允许多个函子嵌套，并按照一定的顺序进行调用。

以下是一个简单的应用型函子的示例，将一个值加入到一个列表中：

class Applicative:
    def __init__(self, func):
        self.func = func
        self.args = []

    def __call__(self, *args):
        self.args = args
        return self

    def __str__(self):
        return str(self.func(*self.args))

    def __repr__(self):
        return str(self)

applicative = Applicative(sum)

result = applicative(1)(2, 3)(4, 5, 6)

assert str(result) == "21"

上述代码中，Applicative是一个应用型函子类，__init__()方法用于初始化函数，__call__()方法用于将参数添加到参数列表中，__str__()方法用于执行映射操作，并返回结果。在这个示例中，我们将sum()作为输入函数，将多个参数添加到参数列表中，并执行映射操作，返回一个结果。

示例

以下是一个使用应用型函子的示例，将一个输入字符串，分别转小写字母和去除空格后进行打印：

class Applicative:
    def __init__(self, func):
        self.func = func
        self.args = []

    def __call__(self, *args):
        self.args = args
        return self

    def __str__(self):
        result = self.func(*self.args)
        return str(result)

    def __repr__(self):
        return str(self)

applicative = Applicative(lambda v: v.lower().strip())

result = applicative(" Hello, WOrld! ")( )

assert result == "hello, world!"

在上述代码中，我们将一个lambda表达式作为输入函数，通过应用型函子，将输入字符串分别转为小写字母和去除空格，并将结果打印出来。