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vools - Python 函数式编程工具集

PyPI version Python versions License Documentation

📚 完整文档: https://victop-cw.github.io/vools/

一个强大的 Python 函数式编程工具集,提供装饰器、函数式编程工具、数据处理工具、响应式编程等。

特性

  • 装饰器: memorize、once、lazy、retry、curry、overload 等
  • 函数式编程: Seq、Ops、管道操作、占位符、箭头函数
  • 数据处理: 链式序列操作、列表/文本增强工具
  • 响应式编程: Observable、Subject、丰富的操作符
  • 任务调度: TaskQueue、WorkerPool、DAG 调度器
  • 序列化: 支持 JSON、MsgPack、Pickle 等多种格式
  • 编码/加密: Base64、URL 编码、哈希函数
  • 多语言桥接: 支持 27+ 种编程语言(Lua、Rust、Go、Java、Kotlin、Swift、Dart、MoonBit 等),统一装饰器接口
  • 编译器自动发现: 自动探测本机和 WSL 环境中的编译器,支持注册表搜索、常见安装路径、通配符路径展开
  • 跨语言操作符: Scala / Kotlin / Nim 隐式双元操作符,支持函数组合与数据管道处理

安装

pip install vools

或从源码安装:

git clone https://github.com/vicTop-cw/vools.git
cd vools
pip install .

环境要求

  • Python 3.6+

依赖

  • attrs >= 22.1 (Python < 3.7 时需要,用于 dataclass 兼容)
  • contextvars (Python < 3.7 时需要)

快速开始

装饰器

from vools import memorize, once, retry, overload

# 缓存装饰器
@memorize(duration=60)
def expensive_function(x):
    return x ** 2

# 只执行一次
@once
def initialize():
    return 42

# 重试装饰器
@retry(times=3, delay=1)
def risky_operation():
    pass

# 函数重载
@overload
def process(x: int) -> int:
    return x * 2

@process.register
def process(x: str) -> str:
    return x.upper()

函数式编程

from vools import Seq, Ops, _, g, iif, pipe

# Seq 链式操作
result = Seq(range(10)).filter(lambda x: x % 2 == 0).map(lambda x: x * 2).collect()
# [0, 4, 8, 12, 16]

# Ops 管道操作
result = range(10) | Ops.filter(lambda x: x > 3) | Ops.map(lambda x: x * 2) | Ops.sum()
# 84

# 占位符
f = _ + 1
print(f(2))  # 3

# 箭头函数
f = g("x, y => x + y")
print(f(3, 4))  # 7

# 条件表达式
result = iif(True, "yes", "no")  # "yes"

柯里化

from vools import curry, stuff

@curry
def add(a, b, c):
    return a + b + c

print(add(1)(2)(3))  # 6

@stuff
def multiply(a, b):
    return a * b

result = multiply(2)(3)()
print(result)  # 6

响应式编程

from vools import Observable

# 创建 Observable
obs = Observable.from_iterable([1, 2, 3, 4, 5])

# 链式操作符
result = []
obs.pipe(
    Ops.filter(lambda x: x % 2 == 0),
    Ops.map(lambda x: x * 2),
    Ops.take(2)
).subscribe(lambda x: result.append(x))

print(result)  # [4, 8]

编译器自动发现

自动探测本机和 WSL 环境中所有已安装的编译器,无需手动配置 PATH。

from vools.bridge import discover_all, get_discovery_report, configure_from_discovery

# 一键发现所有编译器(本机 + WSL)
result = discover_all(include_wsl=True)

# 查看格式化报告
print(get_discovery_report())

# 自动配置管理器
configure_from_discovery(include_wsl=True)

# 检查特定语言是否可用
from vools.bridge import get_helper
nim_helper = get_helper('nim')
if nim_helper.is_available():
    print(f"Nim 编译器路径: {nim_helper.get_compiler_path()}")

跨语言隐式操作符(Scala / Kotlin / Nim)

Scala

import com.example.operators.Operators._

def genA(): String = "Hello"
def genB(s: String): String = s"$s, World!"

val merged = genA _ #> genB _
merged() // "Hello, World!"

val doubled = List(1, 2, 3) |>> (_ * 2)
// List(2, 4, 6)

Kotlin

import com.example.operators.Operators._

fun genA(): String = "Hello"
fun genB(s: String): String = "$s, World!"

val merged = genA `#gt` genB
println(merged()) // "Hello, World!"

val doubled = listOf(1, 2, 3).pipeMap { it * 2 }
// [2, 4, 6]

Nim

import operators

proc genA(): string = "Hello"
proc genB(s: string): string = s & ", World!"

let merged = compose01(genA, genB)
echo merged() # "Hello, World!"

let doubled = pipeMap(@[1, 2, 3], proc(x: int): int = x * 2)
echo doubled # @[2, 4, 6]

项目结构

vools/
├── api/             # CLI 命令行接口
├── bridge/          # 多语言桥接(30+ 种语言)+ 编译器自动发现
│   ├── core/        # 桥接核心(CompileMode、CompileTracker、LangType、类型系统)
│   ├── probe.py     # 编译器探测模块
│   ├── manager.py   # 配置管理模块
│   ├── auto_discovery.py  # 一键发现入口
│   ├── scala/       # Scala 桥接 + 隐式操作符
│   ├── kotlin/      # Kotlin 桥接 + 隐式操作符
│   ├── nim/         # Nim 桥接 + 隐式操作符
│   ├── c/           # C 桥接
│   ├── cpp/         # C++ 桥接
│   ├── csharp/      # C# 桥接
│   ├── dart/        # Dart 桥接
│   ├── elixir/      # Elixir 桥接
│   ├── erlang/      # Erlang 桥接
│   ├── freebasic/   # FreeBASIC 桥接
│   ├── go/          # Go 桥接
│   ├── haskell/     # Haskell 桥接
│   ├── java/        # Java 桥接
│   ├── julia/       # Julia 桥接
│   ├── lua/         # Lua 桥接
│   ├── mojo/        # Mojo 桥接
│   ├── moonbit/     # MoonBit 桥接
│   ├── perl/        # Perl 桥接
│   ├── php/         # PHP 桥接
│   ├── powershell/  # PowerShell 桥接
│   ├── r/           # R 桥接
│   ├── ruby/        # Ruby 桥接
│   ├── rust/        # Rust 桥接
│   ├── shell/       # Shell 桥接
│   ├── swift/       # Swift 桥接
│   ├── typescript/  # TypeScript 桥接
│   ├── vbnet/       # VB.NET 桥接
│   ├── vbscript/    # VBScript 桥接
│   ├── zig/         # Zig 桥接
│   └── cangjie/     # 仓颉桥接
dev-tools/           # 开发辅助脚本和实验性代码
tests/               # 测试目录(按模块组织)
examples/            # 使用示例
docs/                # 文档

API 概览

装饰器

装饰器 说明
memorize(duration=N) 时间缓存
once() 单次执行
lazy() 延迟执行
repeat(cnt, delay) 重复执行
retry(times, delay) 失败重试
curry() 柯里化
overload() 函数重载
stuff() 分步柯里化

函数式工具

工具 说明
Seq(iterable) 链式序列操作
Ops 管道操作符
P(func) 管道函数包装
_, _1, _2, _3 占位符
g("x, y => ...") 箭头函数
iif(cond, t, f) 条件表达式
Box(obj) 对象包装器

数据类型

类型 说明
VList(list) 增强列表
VText(str) 增强文本
VDate 日期处理

响应式

类型 说明
Observable 可观察对象
Subject 主题
BehaviorSubject 行为主题
ReplaySubject 回放主题

详细文档

性能对比

vools 通过桥接 Nim/Rust/Go 等编译型语言,为高频核心函数提供可选的高性能实现。以下是典型硬件上的基准测试结果(实际数据因硬件而异):

模块 函数 纯 Python 桥接加速 提升倍数
serialize.codec pickle_encode ~120 us ~18 us 6-8x
serialize.codec pickle_decode ~100 us ~15 us 6-7x
security.hash sha256_hex ~15 us ~3 us 5x
security.hash md5_hex ~12 us ~2 us 6x
security.hash sha1_hex ~10 us ~2 us 5x
security.hash sha512_hex ~18 us ~4 us 4.5x
data.seq base64_encode ~8 us ~2 us 4x
data.seq base64_decode ~7 us ~2 us 3.5x
serialize json_encode ~50 us ~15 us 3x
serialize json_decode ~45 us ~12 us 4x
data.seq zlib_compress ~500 us ~100 us 5x
data.seq zlib_decompress ~200 us ~50 us 4x
cache.sigcache hash_signature ~50 us ~8 us 6x

注意

  • 桥接库为可选增强,未安装时自动使用纯 Python 实现
  • 测试数据为 1KB 左右的小数据,大数据量提升更显著
  • 详细基准测试方法请参见 基准测试文档

更新日志

详细的版本更新记录请查看 CHANGELOG.md

贡献

欢迎提交 Issue 和 Pull Request!

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  2. 创建功能分支 (git checkout -b feature/AmazingFeature)
  3. 提交更改 (git commit -m 'Add AmazingFeature')
  4. 推送到分支 (git push origin feature/AmazingFeature)
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