## 问题 你有一个函数或方法，它使用*args和**kwargs作为参数，这样使得它比较通用，但有时候你想检查传递进来的参数是不是某个你想要的类型。 ## 解决方案 对任何涉及到操作函数调用签名的问题，你都应该使用 `inspect` 模块中的签名特性。我们最主要关注两个类：`Signature` 和 `Parameter` 。下面是一个创建函数前面的交互例子： >>> from inspect import Signature, Parameter >>> # Make a signature for a func(x, y=42, *, z=None) >>> parms = [ Parameter('x', Parameter.POSITIONAL_OR_KEYWORD), ... Parameter('y', Parameter.POSITIONAL_OR_KEYWORD, default=42), ... Parameter('z', Parameter.KEYWORD_ONLY, default=None) ] >>> sig = Signature(parms) >>> print(sig) (x, y=42, *, z=None) >>> 一旦你有了一个签名对象，你就可以使用它的 `bind()` 方法很容易的将它绑定到 `*args` 和 `**kwargs` 上去。下面是一个简单的演示： >>> def func(*args, **kwargs): ... bound_values = sig.bind(*args, **kwargs) ... for name, value in bound_values.arguments.items(): ... print(name,value) ... >>> # Try various examples >>> func(1, 2, z=3) x 1 y 2 z 3 >>> func(1) x 1 >>> func(1, z=3) x 1 z 3 >>> func(y=2, x=1) x 1 y 2 >>> func(1, 2, 3, 4) Traceback (most recent call last): ... File "/usr/local/lib/python3.3/inspect.py", line 1972, in _bind raise TypeError('too many positional arguments') TypeError: too many positional arguments >>> func(y=2) Traceback (most recent call last): ... File "/usr/local/lib/python3.3/inspect.py", line 1961, in _bind raise TypeError(msg) from None TypeError: 'x' parameter lacking default value >>> func(1, y=2, x=3) Traceback (most recent call last): ... File "/usr/local/lib/python3.3/inspect.py", line 1985, in _bind '{arg!r}'.format(arg=param.name)) TypeError: multiple values for argument 'x' >>> 可以看出来，通过将签名和传递的参数绑定起来，可以强制函数调用遵循特定的规则，比如必填、默认、重复等等。 下面是一个强制函数签名更具体的例子。在代码中，我们在基类中先定义了一个非常通用的 `__init__()` 方法，然后我们强制所有的子类必须提供一个特定的参数签名。 from inspect import Signature, Parameter def make_sig(*names): parms = [Parameter(name, Parameter.POSITIONAL_OR_KEYWORD) for name in names] return Signature(parms) class Structure: __signature__ = make_sig() def __init__(self, *args, **kwargs): bound_values = self.__signature__.bind(*args, **kwargs) for name, value in bound_values.arguments.items(): setattr(self, name, value) # Example use class Stock(Structure): __signature__ = make_sig('name', 'shares', 'price') class Point(Structure): __signature__ = make_sig('x', 'y') 下面是使用这个 `Stock` 类的示例： >>> import inspect >>> print(inspect.signature(Stock)) (name, shares, price) >>> s1 = Stock('ACME', 100, 490.1) >>> s2 = Stock('ACME', 100) Traceback (most recent call last): ... TypeError: 'price' parameter lacking default value >>> s3 = Stock('ACME', 100, 490.1, shares=50) Traceback (most recent call last): ... TypeError: multiple values for argument 'shares' >>> ## 讨论 在我们需要构建通用函数库、编写装饰器或实现代理的时候，对于 `*args` 和 `**kwargs` 的使用是很普遍的。但是，这样的函数有一个缺点就是当你想要实现自己的参数检验时，代码就会笨拙混乱。在8.11小节里面有这样一个例子。这时候我们可以通过一个签名对象来简化它。 在最后的一个方案实例中，我们还可以通过使用自定义元类来创建签名对象。下面演示怎样来实现： from inspect import Signature, Parameter def make_sig(*names): parms = [Parameter(name, Parameter.POSITIONAL_OR_KEYWORD) for name in names] return Signature(parms) class StructureMeta(type): def __new__(cls, clsname, bases, clsdict): clsdict['__signature__'] = make_sig(*clsdict.get('_fields',[])) return super().__new__(cls, clsname, bases, clsdict) class Structure(metaclass=StructureMeta): _fields = [] def __init__(self, *args, **kwargs): bound_values = self.__signature__.bind(*args, **kwargs) for name, value in bound_values.arguments.items(): setattr(self, name, value) # Example class Stock(Structure): _fields = ['name', 'shares', 'price'] class Point(Structure): _fields = ['x', 'y'] 当我们自定义签名的时候，将签名存储在特定的属性 `__signature__` 中通常是很有用的。这样的话，在使用 `inspect` 模块执行内省的代码就能发现签名并将它作为调用约定。 >>> import inspect >>> print(inspect.signature(Stock)) (name, shares, price) >>> print(inspect.signature(Point)) (x, y) >>>