1. 什么是函数式编程
函数式编程是一种编程范式，它将计算机程序视为数学函数的执行，避免了状态和可变数据。函数式编程强调函数的定义、调用和组合，而不是对状态的改变。
Python 3.x 支持函数式编程，Python标准库中的 functools 模块提供了函数式编程支持的工具。
2. functools模块中的常用函数
2.1 partial函数 (偏函数)
partial函数可以将一个函数转换为另一个带有默认参数的函数。使用它可以简化一些代码，在某些情况下可以提高代码的可读性和可维护性。
假如我们有一个函数 add，它接收两个参数并返回它们的和：
def add(a, b):
return a + b
现在我们想创建一个偏函数，它的第一个参数应该是 3, 另一个变量在调用时才给出，要求这个变量在调用偏函数时必须命名。
from functools import partial
add_3 = partial(add, 3)
result = add_3(b=4)
print(result) # 输出 7
重点：利用partial函数，我们可以减少代码重复。如果有一些函数需要在程序的不同位置的参数中使用相同的默认值，那么可以使用 partial 函数来申明函数并将部分参数设置为默认值。
2.2 reduce函数
reduce 函数对一个列表中的元素按顺序执行指定的二元操作，最终得到一个单一的值。其实是递归地将序列中相邻的元素两两相对。它的用法和map、filter等函数类似。
from functools import reduce
add = lambda x, y: x + y
lst = [1, 2, 3, 4, 5]
sum_ = reduce(add, lst)
print(sum_) # 输出 15
重点：事实上，当我们要做这种需要对一个可迭代对象进行逐项操作累加，累减，那么reduce函数可以非常方便直观的实现。但是，需要注意reduce使用时需要导入functools模块。
2.3 partialmethod函数为单个实例绑定方法
functools.partialmethod是类中的一个方法。它的不同之处在于第一个参数通常是实例本身，因此它不需要一个 self 参数，也可以用于绑定方法。
这个方法的参数类似于 partial。但是由于它是绑定到实例上的，所以第一个参数为实例本身，这意味着它接受实例的 self 属性作为参数。
from functools import partialmethod
class Calculator:
def add(self, num1, num2):
return num1 + num2
add_3 = partialmethod(add, num2=3)
c = Calculator()
result = c.add_3(num1=4)
print(result) # 输出 7
重点：使用偏函数，可以为一个类的实例绑定方法。这种方法可以避免在多个实例中写出重复代码，同时保持代码的可读性和可维护性。
2.4 wraps函数
functools.wraps 是一个装饰器，用于将被包装的函数的属性复制到包装器函数中。
当我们创建一个装饰器时，我们希望包装器的名字和文档字符串与原函数相同。这可以用functools.wraps实现。
这个函数接收一个函数作为参数，返回一个包装后的函数。
from functools import wraps
def my_decorator(func):
@wraps(func)
def wrapper(*args, **kwargs):
'''这是一个装饰器示例'''
return func(*args, **kwargs)
return wrapper
@my_decorator
def my_function():
'''这是一个例子函数'''
pass
print(my_function.__name__) # 输出 my_function
print(my_function.__doc__) # 输出 这是一个例子函数
重点：在编写装饰函数时，最好使用 functools.wraps，因为它可以保留原始函数的元数据（函数名，参数列表，文档字符串等）。
3. 总结
在 Python 3.x 中，我们可以使用 functools 模块来支持函数式编程。在本文中，我们介绍了四个 functools模块中常用的函数，包括 partial，reduce，partialmethod和 wraps。这些函数有助于减少代码的复杂性和冗余性，提高代码的可读性和可维护性。
总之，函数式编程有助于提高代码的可维护性和可重用性，可以使我们的程序更清晰，更易于阅读和维护。