纯函数优化

Question

纯函数是一个函数，它的返回值对于相同的参数是相同的，并且没有任何副作用。CPython 是否认识到返回值将是相同的并且只调用一次函数进行优化？如果没有，其他python解释器会这样做吗？下面我使用 编写了一个示例os.path.join，假设它是一个纯函数（我实际上并不知道它的实现），但问题扩展到所有纯函数。dirpath = "C:\\Users"dirname = "Username"mylist = [["another\\directory", 6], ["C:\\Users\\Username", 8], ["foo\\bar", 3]]count = 0for pair in mylist:    if os.path.join(dirpath, dirname) == pair[0]:        count = pair[1]dirpath并且dirname不会在 for 循环内进行修改。给定相同的输入，os.path.join总是有相同的返回值。

Answer 1

标准的 python 实现几乎没有对用户代码进行优化。

但是，您可以在纯函数上使用lru 缓存装饰器来获得您想要的功能。

from functools import lru_cache

def fib(n):

    """

    Calculate the n'th fibanaci number

    With O(N^2) <quadratic> runtime

    """

    if n < 2: return n

    return fib(n-1) + fib(n-2)

@lru_cache

def fib2(n):

    """

    Calculate the n'th fibanaci number

    With O(N) <linear> runtime

    """

    if n < 2: return n

    return fib2(n-1) + fib2(n-2)

Answer 2

严格来说，Python 没有纯函数。随时修改函数的含义是明确的。

>>> def add(a, b): return a + b

>>> def sub(a, b): return a - b

>>> add(10, 5)

15

>>> add.__code__ = sub.__code__

>>> add(10, 5)

5

此外，可以更改函数访问的builtins,和 闭包。globals

参考实现 CPython 没有基于函数的纯度进行优化。

PyPy 的实现使用能够进行纯优化的跟踪 JIT 。请注意，这适用于低级操作（不一定是整个函数），并且仅适用于常用代码。