向 Python 函数添加属性的最佳方法

以计算数学函数的 Python 函数为例：

def func(x, a, b, c):
    """Return the value of the quadratic function, ax^2 + bx + c."""

    return a*x**2 + b*x + c

假设我想以函数属性的形式“附加”一些进一步的信息。例如，LaTeX 表示形式。我知道这要归功于PEP232 https://www.python.org/dev/peps/pep-0232/#examples我可以在函数定义之外执行此操作：

def func(x, a, b, c):
    return a*x**2 + b*x + c
func.latex = r'$ax^2 + bx + c$'

但我想在函数定义本身内完成它。如果我写

def func(x, a, b, c):
    func.latex = r'$ax^2 + bx + c$'
    return a*x**2 + b*x + c

这当然有效，但是仅在那之后我已经打电话给func第一次（因为Python在执行函数时很“懒”（？））

编写可调用类是我唯一的选择吗？

class MyFunction:
     def __init__(self, func, latex):
         self.func = func
         self.latex = latex

     def __call__(self, *args, **kwargs):
         return self.func(*args, **kwargs)

func = MyFunction(lambda x,a,b,c: a*x**2+b*x+c, r'$ax^2 + bx + c$')

或者我忽略了语言的一个功能来巧妙地做到这一点？

实现此目的的更好方法是使用装饰器，为此您有两种选择：

基于函数的装饰器：

您可以创建一个基于函数的装饰器，它接受乳胶表示形式作为参数，并将其附加到它装饰的函数上：

def latex_repr(r):
    def wrapper(f):
        f.latex = r
        return f
    return wrapper

然后您可以在定义函数时使用它并提供适当的表示：

@latex_repr(r'$ax^2 + bx + c$')
def func(x, a, b, c):
    return a*x**2 + b*x + c

这翻译为：

func = latex_repr(r'$ax^2 + bx + c$')(func)

并使得latex属性在定义函数后立即可用：

print(func.latex)
'$ax^2 + bx + c$'

我已将表示形式设为必需参数，如果您不想强制始终给出表示形式，则可以定义一个合理的默认值。

基于类的装饰器：

如果您更喜欢类，那么基于类的装饰器也可以比您最初的尝试以更 Pythonic 的方式用于实现类似的效果：

class LatexRepr:
    def __init__(self, r):
        self.latex = r

    def __call__(self, f):
        f.latex = self.latex
        return f

你以同样的方式使用它：

@LatexRepr(r'$ax^2 + bx + c$')
def func(x, a, b, c):
    return a*x**2 + b*x + c

print(func.latex)
'$ax^2 + bx + c$'

Here LatexRepr(r'$ax^2 + bx + c$')初始化类并返回可调用实例（__call__定义）。其作用是：

func = LatexRepr(r'$ax^2 + bx + c$')(func)
#                   __init__    
#                                  __call__

并做同样的事情wrapped does.

由于它们都只是向函数添加一个参数，因此它们只是按原样返回它。他们不会用另一个可调用的来替换它。

尽管基于类的方法可以解决问题，但基于函数的装饰器应该更快、更轻量。

<sup>You additionally asked:
"because Python is "lazy" in executing functions": Python just compiles the function body, it doesn't execute any statements inside it; the only thing it does execute is default argument values (See famous Q here https://stackoverflow.com/questions/1132941/least-astonishment-and-the-mutable-default-argument/34172768#34172768). That's why you first need to invoke the function for it to 'obtain' the attribute latex.

The additional downside to this approach is that you execute that assignment everytime you invoke the function</sup>