函数，可调用对象以及如何在Python中创建它们

Question

我想知道函数和可调用对象之间更复杂的差异。 例如，如果你这样做：

def foo1():
   return 2 + 4

class foo2:
   def __call__():
      return 2 + 4

import sys 
sys.getsizeof(foo1)  # returns 136
sys.getsizeof(foo2)  # returns 1016

功能和可调用对象之间显然存在很大差异。 但是，我找不到很多关于幕后发生的事情的文档。 我知道函数是一流的对象，但我也知道类比常规函数要多得多。 class foo2是使用元类type() 。

那么我的问题是：

1. 当您创建函数def foo1(): ，这与使用元类定义类的过程有何不同？ 是否有type()的版本，但对于函数，一个元函数？
2. 假设有人想编写他们自己的元函数（这背后的真正原因），是否更好地使用装饰器，或者可能是使得可调用类的元类？ 它们会提供什么样的优势（使得可调用类的元类看起来很笨重）？
3. 具有可调用对象的唯一目的是具有可以在其中存储信息的功能吗？

Answer 1

函数也是可调用对象：

>>> foo1.__call__
<method-wrapper '__call__' of function object at 0x105bafd90>
>>> callable(foo1)
True

但是课程需要跟踪更多信息 ; 你在这里给它一个__call__方法并不重要。 任何类都比函数大：

>>> import sys
>>> def foo1():
...    return 2 + 4
...
>>> class foo3:
...    pass
...
>>> sys.getsizeof(foo1)
136
>>> sys.getsizeof(foo3)
1056

函数对象是一种不同的对象类型：

>>> type(foo1)
<class 'function'>

并且相当紧凑，因为肉实际上不在函数对象中，而是在函数对象引用的其他对象中：

>>> sys.getsizeof(foo1.__code__)
144
>>> sys.getsizeof(foo1.__dict__)
240

这就是真的; 不同类型的对象具有不同的大小，因为它们跟踪不同的事物或使用组合来将东西存储在其他对象中。

如果您types.FunctionType ，可以使用type(foo1)返回值（或types.FunctionType ，它是同一个对象）来生成新的函数对象：

>>> import types
>>> types.FunctionType(foo1.__code__, globals(), 'somename')
<function foo1 at 0x105fbc510>

这基本上是解释器在执行def function(..): ...语句时所执行的操作。

当对API有意义时，使用__call__使自定义类可调用。 例如， enum.Enum()类是可调用的 ，特别是因为使用调用语法为您提供了与订阅不同的语法，该语法用于其他目的。 并且xmlrpc.client.ServerProxy()对象生成作为_Method实例的方法对象，因为它们代理远程调用，而不是本地函数。

Answer 2

是否有类型（）的版本，但对于函数，一个元函数？

有点。 函数有一个类型，该类型至少可以用来构造代码对象和全局字典的新函数。 （代码对象可以使用compile()构建或从现有函数中获取，或者，如果您是受虐狂，则使用代码类型的构造函数从字节码字符串和其他信息构建。）函数类型不是元代码因为函数是实例而不是类。 您可以使用type(lambda:0) （将任何函数放在括号中）获取此类型，并执行help(type(lambda:0))以查看其参数。 功能类型是的一个实例type 。

说有人想写自己的元功能

抱歉，你不能将函数类型子类化。

class FunkyFunc(type(lambda: 0)): pass

TypeError: Error when calling the metaclass bases
    type 'function' is not an acceptable base type

具有可调用对象的唯一目的是具有可以在其中存储信息的功能吗？

它有很多用途。 你的例子是一个（尽管函数实例可以有属性，类可以提供更好的属性文档）; 反面，使一个普通的旧数据对象可以调用，是另一个（我在这个答案中给出了一种时髦的例子）。 如果实例可调用，则可以使用类来编写装饰器。 您可以在元类上使用__call__来自定义实例构造。 并且您可以使用它来编写具有不同行为的函数，就像您实际上可以将函数类型子类化一样。 （如果在函数中需要C风格的“静态”变量，可以将其写为带有__call__方法的类，并使用属性来存储静态数据。）

关于函数对象的一个​​有趣的事情是，因为它们是可调用的，所以它们本身具有__call__方法。 但是一个方法是可调用的，所以__call__方法也有一个__call__方法，而__call__方法（可调用）也有一个__call__方法，依此类推， 无穷无尽。 :-)