はじめに

このポストでは、いくつかの外部モジュールから複数の関数を取り出し、それぞれのモジュール関数を同一ループ処理することを目指します。

使い方

・同一のデータセットに対し、異なる算術関数を適用し比較したい場合
・複数サイトのクローリングなど、アクセス先は違うが内部処理は同じ場合など

参考url

コールバック関数とは
 Pythonにてコールバック関数を使う

コールバック関数とは

コールバック関数とは

コールバック関数とは他の関数に引数として渡す関数のこと。
基本は、

ハンドラーを定義
コールバック関数を定義
関数ポインタにコールバック関数を代入
関数ポインタをハンドラーの引数として渡す

コールバック関数の使い方

まずhandlerという,関数を呼び出すための関数を定義します。

.py

def handler(func,*args):
    return func(*args)

次に引数として使いたい関数を定義します。

.py

def double(x):
    return x*x

最後にhandlerを使って上の関数を呼び出します。

.py

k = 5
call = handler(double,k)
print(call)

>>>25

主な使い方としては、変数をlambda式で書ききれない場合にコールバック関数を使用する感じでしょうか。

本題

さて、コールバック関数の使い方は分かりました。これを使って複数の関数を処理してみましょう。

まず、いくつかの関数が定義された外部モジュールhoge.pyを定義します。

hoge.py

def add(x):
    return x+1

def sub(x):
    return x-1

def mul(x):
    return x*1

def div(x):
    return x/1

次に、このhoge.pyをメインモジュールにインポートし、関数のリストとして定義します。

main.py

import hoge
func = [hoge.add, hoge.sub, hoge.mul, hoge.div]

pythonはすべてがオブジェクトと言う通り、関数も配列として格納できます。
もちろん、このまま使うこともできます。

.py

func[0](1)
>>>2
func[1](1)
>>>0

それでは、メイン関数を定義していきましょう。
関数を呼び出すhandler関数と、それを使ったmath関数を定義します。

main.py

import hoge
func = [hoge.add, hoge.sub, hoge.mul, hoge.div]

# ハンドラーの定義
def handler(function, *arguments):
    return function(*arguments)

# 四則演算関数mathの定義
def math(lists):
    def add(x):
        return handler(lists[0], x)

    def sub(x):
        return handler(lists[1], x)

    def mul(x):
        return handler(lists[2], x)

    def div(x):
        return handler(lists[3], x)
    
    return add, sub, mul, div

def main(x):
    #関数の定義
    add,sub,mul,div = math(func)
    
    #それぞれの関数の和
    sum = add(x)+sub(x)+mul(x)+div(x)
    return sum

handler関数は任意の関数を引数にとり、その戻り値を返す関数でした。
math関数はfuncリストから関数を受け取り、新しい関数名として出力する関数です。
つまり、

.py

add, sub, mul, div = math(func)

とした時、

.py

add(x) == hoge.add(x)
sub(x) == hoge.sub(x)
mul(x) == hoge.mul(x)
div(x) == hoge.div(x)

という関係が成り立ちます。
main関数ではそれらの関数にxを代入したときの和を計算しています。

本題の本題

こんなことをしてなんの意味があるのでしょうか？
ここで、新たな外部モジュールfuga.pyを定義します。

fuga.py

def add(x):
    return x+2

def sub(x):
    return x-2

def mul(x):
    return x*2

def div(x):
    return x/2

hoge.pyとfuga.pyはよく似ていますが、それぞれ違う関数です。これをメインモジュールにインポートします。

main.py

import hoge
import fuga

# 辞書型に変更
funcs = {'hoge':[hoge.add, hoge.sub, hoge.mul, hoge.div],
         'fuga':[fuga.add, fuga.sub, fuga.mul, fuga.div],
        }


# ハンドラーの定義
def handler(function, *arguments):
    return function(*arguments)

# 四則演算関数mathの定義
def math(lists):
    def add(x):
        return handler(lists[0], x)

    def sub(x):
        return handler(lists[1], x)

    def mul(x):
        return handler(lists[2], x)

    def div(x):
        return handler(lists[3], x)
    
    return add, sub, mul, div

# 辞書のリストごとに関数を実行する
def main(x):
    calc_list = []
  
    for lists in funcs.values():
        add,sub,mul,div = math(lists)

        sum = add(x)+sub(x)+mul(x)+div(x)
        calc_list.append(sum)

    return calc_list

わかりやすいようにfuncsという辞書型リストを作成しました。これによって、外部モジュールそれぞれの関数がfuncsに格納されました。
また、main関数を一部変更し、外部モジュールそれぞれの関数リストからmath関数を呼び出せるようにfor文で囲み、ループ処理の結果を配列として出力するようにしました。

以上のような書き方をすることで、hoge.pyとfuga.pyからそれぞれ異なる関数を読み込み、main関数内で同一ループ処理することが可能になりました！

実行結果

実行結果は以下になります！

main.py

for i in range(10):
    print(main(i))

>>>'''
[0.0, 0.0]
[4.0, 4.5]
[8.0, 9.0]
[12.0, 13.5]
[16.0, 18.0]
[20.0, 22.5]
[24.0, 27.0]
[28.0, 31.5]
[32.0, 36.0]
[36.0, 40.5]

'''

2つの外部関数の結果を一度で比較することができました！

おわりに

新たに外部関数を定義したら辞書にポンポン追加していくだけでmain関数を拡張できるのがこの手法のいいところだと思います。
コールバック関数の勉強にもなりました。
ここまで読んで頂きありがとうございました。