给定一个输出列表的函数，是否可以在 Python 中为每个组件提取一个函数？

Question

例如，假设我有一个将 R2 映射到 R2 的向量函数，例如：

fun = lambda x1, x2: [x1**2 + 1, x2**2 - x1]

我想要一些可以让我这样做的东西：

for f in components(fun):
    print(f(2,3))  # Print first 5, then 7

注意：我不是在问如何迭代 one out 的组件，这是微不足道的（对于 f(2,3): 中的 val），而是如何迭代计算输出中每个组件的函数。 这可能吗？

Answer 1

好吧，您可以做一些技巧，尽管您需要明确说明预期的组件数量，因为无法确定 Python 函数将具有多少输出（除非您使用测试值执行“探测”函数之类的操作，这也是一种可能性，但更复杂）：

def components(fun, n):
    for i in range(n):
        yield lambda *args, **kwargs: fun(*args, **kwargs)[i]

那么你的循环可能是：

for f in components(fun, 2):
    print(f(2,3))

如果你想避免重复计算，你可以使用某种记忆。 在 Python 3 中，您可以使用lru_cache ：

from functools import lru_cache

def components(fun, n):
    # You can tune lru_cache with a maxsize parameter
    fun = lru_cache()(fun)
    for i in range(n):
        yield lambda *args, **kwargs: fun(*args, **kwargs)[i]

Answer 2

我认为不可能按照您的要求进行操作，因为在这种情况下没有两个不同的功能。 它是一个以列表作为输出的函数，将两个参数作为输入。

您可以创建两个不同的函数并将其连接到一个大函数中，以获得您对两个单独函数的访问权限：

fun_1 = lambda x1: x1**2 + 1
fun_2 = lambda x1, x2: x2**2 - x1
fun = lambda x1, x2: [fun_1(x1), fun_2(x1, x2)]

Answer 3

我发现 sympy 将此类函数转换为 sympy 表达式列表，因此我最终执行了以下操作：

from inspect import signature
import sympy

def components(function):
    # Determine number of argument function takes
    n_args = len(signature(function).parameters)
    # Allocate n symbols like x1, x2, ..., xn
    symbols = [sympy.Symbol("x"+str(i)) for i in range(1, n_args+1)]
    # Get list of expressions for the components of the input function
    expression_list = function(*symbols)

    # Convert each expression into a function and yield
    for expr in expression_list:
        yield lambda *args: sympy.lambdify(symbols, expr)(*args)

    return None

fun = lambda x1, x2: [x1**2 + 1, x2**2 - x1]

for f in components(fun):
    print(f(2,3))  # prints 5, 7