如何在python函数中添加数学函数作为参数

Question

我知道关于将函数传递给函数有类似的问题，但我不清楚针对我的特定问题的有效解决方案。

以下函数有效，但公式是静态的。它仅适用于固定函数，即（在数学伪代码中）f(a) = 3^a mod 17 = b where f(11) = 7

def get_a(b):
    '''
    Get preimage a from A for f(a) = b where b in B
    '''
    a = 1
    while(1):
            x = pow(3, a) % 17
            if x == b:
                return a
            if a > 10000:
                return -1
            a += 1


def main():
    b = 7
    a = get_a(7)
    print(F'The preimage a of b={b} is: {a}')


if __name__ == '__main__':
    main()

我想让用户传入任何给定的函数。首先，我实现了一些稍微复杂但仍然非常简单的东西。

def get_a_variable(b, base, mod):
    '''
    Get preimage a from A for f(a) = b where b in B
    '''
    a = 1
    while(1):
        # print(F'a:{a}, b{b}')
        x = pow(base, a) % mod
        # print(F'x:{x}')
        if x == b:
            return a
        if a > 10000:
            return -1
        a += 1

def main():
    b = 7
    a = get_a(7)
    print(F'The preimage a of b={b} is: {a}')
    a = get_a_variable(7,3,17)
    print(F'Again, the preimage a of b={b} is: {a}')

这可行，但我想让它更加动态。

为了尝试实现这一点，我创建了一个可以作为参数传递的新函数：

def power_mod_function(base, x, mod):
  return power(base, x) % mod

我不确定应该如何处理试验值 arg x，或者它是否应该在这个函数中。

然后我“分叉”了“get_a(b)”函数，我相信该函数接受回调

def get_a_dynamic(b, crypt_func):
    '''
    Get preimage a from A for f(a) = b where b in B
    '''
    a = 1
    while(1):
            x = crypt_func() # Not sure how to manage the arg passing here
            if x == b:
                return a
            if a > 10000:
                return -1
            a += 1

然后我更新了 main():

def main():
    b = 7
    a = get_a(7)
    print(F'The preimage a of b={b} is: {a}')
    a = get_a_dynamic(b, power_mod_function(3, x, 17)) # Not sure how to pass my middle arg!! 
    print(F'Again the preimage a of b={b} is: {a}')

我收到以下错误消息：

 python pre_img_finder.py
The preimage a of b=7 is: 11
Traceback (most recent call last):
  File "pre_img_finder.py", line 45, in <module>
    main()
  File "pre_img_finder.py", line 41, in main
    a = get_a_dynamic(b, power_mod_function(3, x, 17))
NameError: name 'x' is not defined

我不知道如何正确设置它并进行变量传递，以便我可以在 main 中传递静态变量一次，中间测试变量 x 将始终递增并最终找到我想要的结果。

也许我只需要接收一个以“类型”参数开头的函数，该参数充当一种开关，然后根据类型接受可变数量的参数。例如，我们可以将上述称为 base-power-mod 函数或 (bpm)，其中“power”是我们正在寻找的答案，即 a 是技术术语 b 的原像。然后只需调用

main():
    a = get_a_dynamic(7, ("bpm", 3,17))

然后以这种方式实现它？ 感谢您的帮助！

Answer 1

使用*args 将额外的任意数量的参数传递给函数。

def get_a_dynamic(b, crypt_func, *args):
    '''
    Get preimage a from A for f(a) = b where b in B
    '''
    a = 1
    while(1):
            x = crypt_func(*args) 
            if x == b:
                return a
            if a > 10000:
                return -1
            a += 1

然后像这样在你的 main 中调用它

def main():
    b = 7
    a = get_a(7)
    print(F'The preimage a of b={b} is: {a}')
    a = get_a_dynamic(b, power_mod_function, 3, x, 17) 
    print(F'Again the preimage a of b={b} is: {a}')

Answer 2

生成带有部分定义参数的动态函数的方法是...functools.partial

from functools import partial

def get_a_variable_with_func(b, func):
    '''
    Get preimage a from A for f(a) = b where b in B
    '''
    a = 1
    while(1):
        x = func(a)
        if x == b:
            return a
        if a > 10000:
            return -1
        a += 1

b = 7

def power_mod_function(base, mod, x):
    return (base ** x) % mod

partial_func = partial(power_mod_function, 3, 17)

a = get_a_variable_with_func(7, partial_func)
print(a)
>>>
11

顺便说一句，这更像是pythonic：

from functools import partial

def get_a_variable_with_func(b, func):
    '''
    Get preimage a from A for f(a) = b where b in B
    '''
    for a in range(10001):
        if func(a) == b:
            return a
    return -1

def power_mod_function(base, mod, x):
    return (base ** x) % mod

a = get_a_variable_with_func(7, partial(power_mod_function, 3, 17))
print(a)

Answer 3

当你这样做时：

a = get_a_dynamic(b, power_mod_function(3, x, 17))

你没有将power_mod_function 传递给get_a_dynamic，你传递了它的结果 反而。要传递函数，您只需传递函数名称。

因此，由于该函数需要get_a_dynamic 的内部值（x 参数）以及两个外部参数（3 和 17），因此您必须将这两个参数分别传递给 get_a_dynamic，以便它能够调用传递的具有三个所需参数的函数。

为此，可以使用 AnkurSaxena 的建议，特别是如果 args 的数量可以变化。但你也可以这样声明：

def get_a_dynamic(b, crypt_func, pow, mod):

然后像这样使用它：

a = get_a_dynamic(b, power_mod_function, 3, 17))

Answer 4

你做这样的事情：

def get_a_dynamic(b, function, argtuple):
    # …
    x = function(*argtuple) # star-operator unpacks a sequence
    # … et cetera

……本质上。然后，您可以在传递 argtuple 时始终检查它的范围，或者对您的调用约定一丝不苟——但我认为，星号运算符解包位是您正在寻找的关键。

如果您想将函数的名称作为字符串传递（根据您的示例），您可以执行以下操作：

function = globals()["bpm"] # insert your passed string argument therein

……但这有点粗略，我不推荐它——在这种情况下，最好预先填充一个字典，将函数字符串名称映射到函数本身。