Python 如何传递运算表达式

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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

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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

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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

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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

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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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