Question

假设在Mathematica中我定义了以下函数：

f[list_] := Map[Prime[Sow[#]] &, list];

输出素数列表，这样如果输入列表在位置i有n，则输出列表将包含位置i的第n个素数。例如，

In[2]:= f[{1, 3, 4}]

Out[2]= {2, 5, 7}

现在，如果由于某种原因（调试等等），我想检查哪些值被输入Prime函数。由于函数中的Sow命令，我可以做

In[3] := Reap[f[{1, 3, 4}]]

Out[3] := {{2, 5, 7}, {{1, 3, 4}}}

有关母猪/收获的更多详细信息，请参阅Wolfram Documentation。我的问题是，是否有自然的Python相当于Mathematica的Sow and Reap功能？特别是，有没有办法做这种事情而不从你想做的python函数显式返回额外的东西它，编写第二个python函数几乎相同，但返回额外的东西，或使用全局变量？

Answer 1

我提出了两种方法来实现这样的基本版本，每种方法都有自己的局限性。这是第一个版本：

farm = []

def sower(func):
    def wrapped(*args, **kw):
        farm.append([])
        return func(*args, **kw)
    return wrapped

def sow(val):
    farm[-1].append(val)
    return val

def reap(val):
    return val, farm.pop()

您可以像这样使用它（基于Mathematica文档页面中的一个示例）：

>>> @sower
... def someSum():
...     return sum(sow(x**2 + 1) if (x**2 + 1) % 2 == 0 else x**2 + 1 for x in xrange(1, 11))
>>> someSum()
395
>>> reap(someSum())
(395, [2, 10, 26, 50, 82])

这有很多限制：

任何想要使用sow的函数都必须使用sower装饰器进行修饰。这意味着您不能像Mathematica示例那样在列表推导内联表达式内部使用sow。您可以通过检查调用堆栈来破解它，但它可能会变得难看。
播种但未收获的任何值都会永久存储在“服务器场”中，因此随着时间的推移，服务器场会变得越来越大。
它没有文档中显示的“标记”功能，虽然这不会太难添加。

写这篇文章让我想到了一个更简单的实现，略有不同的权衡：

farm = []

def sow(val):
    if farm:
        farm[-1].append(val)
    return val

def reap(expr):
    farm.append([])
    val = expr()
    return val, farm.pop()

你可以这样使用，这与Mathematica版本更相似：

>>> reap(lambda: sum(sow(x**2 + 1) if (x**2 + 1) % 2 == 0 else x**2 + 1 for x in xrange(1, 11)))
(395, [2, 10, 26, 50, 82])

这个不需要装饰器，它会清除重新获取的值，但是它需要一个无参数函数作为它的参数，这需要你将播种表达式包装在一个函数中（这里用{{1}完成}）。此外，这意味着所收集的表达式调用的任何函数中的所有播放值都将插入到同一列表中，这可能导致奇怪的排序;我无法从Mathematica文档中看出Mathematica是做什么还是做什么。

Answer 2

不幸的是，据我所知，在“播种”和“收获”的Python中没有简单或惯用的等价物。但是，您可以使用生成器和装饰器的组合伪造它，如下所示：

def sow(func):
    class wrapper(object):
        def __call__(self, *args, **kwargs):
            output = list(func(*args, **kwargs))
            return output[-1]

        def reap(self, *args, **kwargs):
            output = list(func(*args, **kwargs))
            final = output[-1]
            intermediate = output[0:-1]
            return [final, intermediate]

    return wrapper()

@sow    
def f(seq, mul):
    yield seq
    yield mul
    yield [a * mul for a in seq]

print f([1, 2, 3], 4)         # [4, 8, 12]
print f.reap([1, 2, 3], 4)    # [[4, 8, 12], [[1, 2, 3], 4]]

然而，与Mathematica相比，这种方法有一些局限性。首先，必须重写函数，以便使用yield而不是返回，将其转换为生成器。产生的最后一个值将是最终输出。

它也没有与文档描述的相同的“异常”属性。装饰器@sow只是返回一个看起来像函数的类，并添加一个额外的参数reap。

另一种解决方案可能是尝试使用macropy。由于它直接操作Python的AST和字节码，因此您可能能够直接支持直接支持更符合您所需要的内容。 tracing宏看起来与你想要的内容模糊相似。

Python相当于Mathematica的Sow / Reap

2 个答案: