Python 如何传递运算表达式

vlei

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　　首先要说明的一下，所描述的是 Python 中的 运算表达式 的部分，不是 Python 表达式的部分。
　　关于什么是 Python 中的运算表达式，可以参考 Python 文档 10.3.1. Mapping Operators to Functions 部分，所需要传递的就是这部分运算表达式。
一个简单的问题
　　题目如下:

给定一个实数列表和区间，找出区间部分。

　　这个问题中有 2 个变量，一个是实数列表，一个区间。其中区间包含几种情况：

• 　　左开右开
  

• 　　左开右闭
  

• 　　左闭右开
  

• 　　左开右开
  

　　由于区间存在多种情况，无法通过一种固定的形式去描述这个区间。
　　假设左边界是 a，右边界是 b，列表中某个变量是 x，那么转换成区间关系就是：

• 　　(a, b)：a < x < b
  

• 　　(a, b]：a < x <= b
  

• 　　[a, b)：a <= x < b
  

• 　　[a, b]：a <= x <=b
  

　　那么如何使用一种优雅的方式获取这种运算关系，就是要解决的一个问题。
典型的应用
　　传递运算表达式在 Python 中最典型的应用在 ORM 上。
　　Python 调用关系型数据库基本上都是通过 Database API 来实现的，查询数据依赖于 SQL，ORM 最大方便之一就是能生成查询所用的 SQL。
　　非关系型数据库中有的 query 语句也支持条件查询，比如 AWS 的 Dynamodb。那么如何通过 ORM 来生成 query 语句也是一直重要的地方。
　　在 peewee 文档的 Query operators 中可以看到这个 ORM 支持常用的操作符来表示字段和字段之间的关系。

文档中还用通过函数来表达关系，他们实质上是一样的，但是这个不在讨论范围之类。

　　从上面代码中可以看出用 == 来表示相等，用 << 表示 IN。
解决方案
　　中心思想非常简单：存储还原操作符与参数
　　Python 所支持的操作符都可以通过重写魔法方法来重新实现逻辑，所以在魔法方法中已经可以拿到操作符和参数。

一元操作符和二元操作符都是如此。

　　所以，最开始那个问题可以分为两个步骤来完成。
　　第一步，存储操作符和参数，可以采用一个类重写相关操作符完成。

　　第二步，还原操作符和参数。在 Operator 类中完成从操作符转化为函数的过程。

　　一个 Operator 的实例就是一个运算表达式，可以自己定义操作符和函数的关系，来完成一些特殊的操作。
　　所以，有了 Expression 和 Operator，就能很优雅地解出最开始问题的答案。

　　最后来几个测试用例：

总结
　　关于传递运算表达式，知道的人会觉得简单，不知道的人一时间摸不着头脑。
　　Python 强大神秘，简约的逻辑中总是有复杂的背后支持，深入 Python 才能明白 Python 之美。
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　　本文摘自异步社区，z正小歪，作品《Python 如何传递运算表达式》，未经允许禁止转载。

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