纯函数优化

Question

pure function 是一个函数，其 return 值对于相同的参数是相同的，并且没有任何副作用。

CPython 是否识别出 return 值将是相同的并进行仅调用该函数一次的优化？如果没有，其他 python 口译员会这样做吗？

下面我用os.path.join写了一个例子，假设它是一个纯函数（我实际上不知道它的实现），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 = 0

for pair in mylist:
    if os.path.join(dirpath, dirname) == pair[0]:
        count = pair[1]

dirpath 和 dirname 不会在 for 循环内被修改。给定相同的输入，os.path.join 总是有相同的 return 值。

Answer 1

标准 python 实现几乎没有优化用户代码。

但是您可以在纯函数上使用 lru cache 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。定义好随时修改一个函数的意思

>>> 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、globals 和闭包。

参考实现 CPython 没有根据函数的纯度进行优化。

PyPy 的实现使用 capable of pure optimisations 的跟踪 JIT。请注意，这适用于低级操作（不一定是整个函数）并且仅适用于经常使用的代码。

纯函数优化

Pure functions optimization

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