检查两个python函数(或方法)的兼容性

Question

有没有可能检查两个python函数是否可以互换？例如，如果我有

def foo(a, b):
    pass
def bar(x, y):
    pass
def baz(x,y,z):
    pass

我想要一个函数is_compatible(a,b)，当传递foo和bar时返回True，传递bar和baz时返回False，这样我就可以在实际调用它们之前检查它们是否可互换。

Answer 1

看一看inspect.getargspec()

inspect.getargspec(func)

获取函数参数的名称和默认值。返回一个包含四个元素的元组：(args，varargs，varkw，default)。args是参数名称的列表(它可能包含嵌套列表)。varargs和varkw是*和**参数的名称或无。defaults是默认参数值的元组，如果没有默认参数，则为None；如果该元组有n个元素，则它们对应于args中列出的最后n个元素。

版本2.6中的更改:返回命名元组ArgSpec(args，varargs，keywords，defaults)。

Answer 2

您将基于什么来实现兼容性？参数的数量？Python具有可变长度的参数列表，因此您永远不会知道两个函数在这种意义上是否兼容。数据类型？Python使用了鸭子类型，所以除非您在函数中使用isinstance测试或类似的测试，否则对兼容性测试所基于的数据类型没有约束。

所以简而言之:不。

你应该编写好的文档字符串，这样你的API的任何用户都知道他给你的函数必须做什么，然后你应该相信你得到的函数是正确的。任何“兼容性”检查要么会排除可能的有效函数，要么会给你一个错误的感觉，那就是“一切都像它应该的样子”。

公开API的典型方式是:编写好的文档，让人们知道他们需要知道什么，并相信他们做的是正确的事情。在关键位置，您仍然可以使用try: except:，但任何因为不关心阅读文档而滥用您的API的人都不应该被给予错误的安全感。如果有人读了你的文档，并希望以一种完全可接受的方式使用它，就不应该因为他们声明函数的方式而拒绝使用它的可能性。

Answer 3

虽然Python是动态类型语言，但python中有一个很强的类型概念(强类型)。在引入类型提示之后，现在可以检查函数的互换性。但首先让我们陈述以下几点：

对 执行操作

如果类型t2是t1类型的子类型，那么t1类型的对象应该可以替换为t2类型的对象。

Callable 类型的对数/协方差类型：

协方差是协方差( Callable[[], float] )的一个子类型。

这一点很直观:最终计算结果为int的可调用函数可以替换计算结果为float的函数(暂时忽略args列表)。

逆方差是Callable[[int], None] (逆方差)的一个子类型。

这有点令人困惑，但请记住，对整数进行操作的callable可能会执行浮点数上没有定义的操作，例如，>> <<，而对float进行操作的callable肯定不会执行任何没有在整数上定义的操作(因为integer是float的子类型)。因此，在浮点型上操作的可调用对象可以替换在整数上操作的可调用对象，而不是通过反之亦然(忽略返回类型)。

从上面我们得出结论:对于可调用的c1可被可调用的c2替换，应满足以下条件：

1. c2返回类型应为c1返回类型的子类型。c1：(a1, a2,...an)的参数列表的
2. 和c2：(b1, b2,...bn)，a1的参数列表应为< a1 >D46、b2的a2子类型等。

Implementation

简单的实现是(忽略kwargs和可变长度参数列表)：

from inspect import getfullargspec

def issubtype(func1, func2):
  """Check whether func1 is a subtype of func2, i.e func1 could replce func2"""
  spec1, spec2 = getfullargspec(func1), getfullargspec(func2)
  
  if not issubclass(spec1.annotations['return'], spec2.annotations['return']):
    return False
  
  return all((issubclass(spec2.annotations[arg2], spec1.annotations[arg1]) for (arg1, arg2) in zip(spec1.args, spec2.args)))

示例：

from numbers import Integral, Real


def c1(x :Integral) -> Real: 
  pass

def c2(x: Real) -> Integral:
  pass

print(issubtype(c2, c1))
print(issubtype(c1, c2))

class Employee:
  pass

class Manager(Employee):
  pass

def emp_salary(emp :Employee) -> Integral:
  pass

def man_salary(man :Manager) -> Integral:
  pass

print(issubtype(emp_salary, man_salary))
print(issubtype(man_salary, emp_salary))

输出：

True
False
True
False