Question

我有一个装饰器@pure，它将一个函数注册为纯函数，例如：

@pure
def rectangle_area(a,b):
    return a*b


@pure
def triangle_area(a,b,c):
    return ((a+(b+c))(c-(a-b))(c+(a-b))(a+(b-c)))**0.5/4

接下来，我想识别一个新定义的纯函数

def house_area(a,b,c):
    return rectangle_area(a,b) + triangle_area(a,b,c)

显然house_area是纯粹的，因为它只调用纯函数。

如何自动发现所有纯函数（可能使用ast）

Answer 1

假设运算符都是纯粹的，那么基本上你只需要检查所有函数调用。这确实可以通过ast模块完成。

首先，我将pure装饰器定义为：

def pure(f):
    f.pure = True
    return f

添加一个告诉它是纯粹的属性，允许提前跳过或“强制”函数识别为纯。如果您需要像math.sin这样的函数来识别纯粹，那么这非常有用。 此外，因为您无法向内置函数添加属性。

@pure
def sin(x):
    return math.sin(x)

总而言之。使用ast模块访问所有节点。然后为每个Call节点检查被调用的函数是否为纯。

import ast

class PureVisitor(ast.NodeVisitor):
    def __init__(self, visited):
        super().__init__()
        self.pure = True
        self.visited = visited

    def visit_Name(self, node):
        return node.id

    def visit_Attribute(self, node):
        name = [node.attr]
        child = node.value
        while child is not None:
            if isinstance(child, ast.Attribute):
                name.append(child.attr)
                child = child.value
            else:
                name.append(child.id)
                break
        name = ".".join(reversed(name))
        return name

    def visit_Call(self, node):
        if not self.pure:
            return
        name = self.visit(node.func)
        if name not in self.visited:
            self.visited.append(name)
            try:
                callee = eval(name)
                if not is_pure(callee, self.visited):
                    self.pure = False
            except NameError:
                self.pure = False

然后检查该函数是否具有pure属性。如果没有获取代码并检查所有函数调用是否可以归类为纯。

import inspect, textwrap

def is_pure(f, _visited=None):
    try:
        return f.pure
    except AttributeError:
        pass

    try:
        code = inspect.getsource(f.__code__)
    except AttributeError:
        return False

    code = textwrap.dedent(code)
    node = compile(code, "<unknown>", "exec", ast.PyCF_ONLY_AST)

    if _visited is None:
        _visited = []

    visitor = PureVisitor(_visited)
    visitor.visit(node)
    return visitor.pure

请注意print(is_pure(lambda x: math.sin(x)))不起作用，因为inspect.getsource(f.__code__)逐行返回代码。因此getsource返回的来源会包含print和is_pure来电，从而产生False。 除非覆盖这些功能。

要验证它是否有效，请执行以下操作进行测试：

print(house_area) # Prints: True

列出当前模块中的所有功能：

import sys, types

for k in dir(sys.modules[__name__]):
    v = globals()[k]
    if isinstance(v, types.FunctionType):
        print(k, is_pure(v))

visited列表会跟踪哪些功能已经过验证。这有助于规避与递归相关的问题。由于代码未执行，评估将递归访问factorial。

@pure
def factorial(n):
    return 1 if n == 1 else n * factorial(n - 1)

请注意，您可能需要修改以下代码。选择另一种从名称中获取函数的方法。

try:
    callee = eval(name)
    if not is_pure(callee, self.visited):
        self.pure = False
except NameError:
    self.pure = False

在python中识别纯函数

1 个答案: