Python 函数缓存 (Function caching)

函数返回值缓存是优化一个函数的常用手段。我们可以将函数、输入参数、返回值全部保存起来，当下次以同样的参数调用这个函数时，直接使用存储的结果作为返回(不需要重新计算)。

函数缓存允许我们将一个函数对于给定参数的返回值缓存起来。当一个I/O密集的函数被频繁使用相同的参数调用的时候，函数缓存可以节约时间。

Python 3.2及以后版本

我们来实现一个斐波那契计算器，并使用lru_cache。

'''
遇到问题没人解答？小编创建了一个Python学习交流QQ群：579817333 
寻找有志同道合的小伙伴，互帮互助,群里还有不错的视频学习教程和PDF电子书！
'''
from functools import lru_cache

@lru_cache(maxsize=32)
def fib(n):
    if n < 2:
        return n
    return fib(n-1) + fib(n-2)

>>> print([fib(n) for n in range(10)])
# Output: [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34]


# 我们也可以轻松地对返回值清空缓存，通过这样：
fib.cache_clear()
那个maxsize参数是告诉lru_cache，最多缓存最近多少个返回值。

functools模块和cachetools模块都提供了类似的缓存机制。

functools提供了lru_cache，如果缓存数据超出参数maxsize的值，就用LRU（最少最近使用算法）清除最近很少使用过的缓存结果

而cachetools模块提供了更多缓存失效策略：

• LFUCache(Least Frequently Used (LFU) cache implementation.)
• LRUCache(Least Recently Used (LRU) cache implementation.)
• RRCache(Random Replacement (RR) cache implementation.)
• TTLCache(LRU Cache implementation with per-item time-to-live (TTL) value.)

Python 2系列版本

你可以创建任意种类的缓存机制，有若干种方式来达到相同的效果，这完全取决于你的需要。
这里是一个一般的缓存：

'''
遇到问题没人解答？小编创建了一个Python学习交流QQ群：579817333 
寻找有志同道合的小伙伴，互帮互助,群里还有不错的视频学习教程和PDF电子书！
'''
from functools import wraps

def memorize(function):
    memo = {}
    @wraps(function)
    def wrapper(*args):
        if args in memo:
            return memo[args]
        else:
            rv = function(*args)
            memo[args] = rv
            return rv
    return wrapper

@memorize
def fibonacci(n):
    if n < 2: return n
    return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2)

fibonacci(25)

总结：

函数的缓存是通过闭包实例来实现的，对于每一个被加上cache装饰器的函数，运行时都会被创建一个不同的闭包实例。

参数的缓存是通过闭包实例中引入的哈希表(dict)的key来保存的。

返回值的缓存是通过字典形式保存，键为函数参数，值为函数返回值，。