如何在Python中动态创建带注解与默认值的函数

要实现一个函数工厂func_fact，根据给定的注解字典和默认参数字典生成签名匹配的函数，可以通过动态生成代码并执行的方式实现，具体方案如下：

实现代码 #

from typing import Tuple, Any
import inspect

def func_fact(annotations: dict[str, Any], defaults: dict[str, Any]) -> callable:
    # 构建参数列表字符串，格式为 "参数名: 类型注解 = 默认值"
    param_list = []
    for param_name in annotations:
        # 处理类型注解的字符串表示
        anno = annotations[param_name]
        if anno is Tuple[int]:
            # 特殊处理Tuple[int]这类泛型类型的字符串
            anno_str = "Tuple[int]"
        else:
            anno_str = anno.__name__ if hasattr(anno, '__name__') else repr(anno)
        
        # 处理默认值的字符串表示
        default_val = defaults[param_name]
        default_str = repr(default_val)
        
        param_list.append(f"{param_name}: {anno_str} = {default_str}")
    
    # 拼接参数成字符串
    params_str = ", ".join(param_list)
    
    # 生成动态函数的代码字符串
    func_def = f"""
def dynamic_func({params_str}):
    # 这里可以替换为你需要的函数逻辑
    return locals()
"""
    
    # 执行代码生成函数
    namespace = {}
    exec(func_def, globals(), namespace)
    generated_func = namespace['dynamic_func']
    
    # 显式同步注解（exec生成的函数已自动包含，但确保完全匹配）
    generated_func.__annotations__ = annotations.copy()
    
    return generated_func

测试验证 #

# 定义输入的注解与默认参数
annotations = {'x': str, 'y': Tuple[int]}
defaults = {'x': "some string", 'y': (1,2,3)}

# 生成目标函数
f = func_fact(annotations, defaults)

# 查看函数签名
print(inspect.signature(f))
# 输出：(x: str = 'some string', y: Tuple[int] = (1, 2, 3))

# 测试函数调用
print(f())
# 输出：{'x': 'some string', 'y': (1, 2, 3)}
print(f(x="custom str", y=(4,5,6)))
# 输出：{'x': 'custom str', 'y': (4, 5, 6)}

注意事项 #

• 类型注解兼容性：如果需要处理更复杂的泛型类型（如List[Dict[str, int]]），可以扩展注解字符串的生成逻辑，比如使用typing.get_type_hints或inspect.formatannotation来获取更准确的类型字符串表示。
• 参数顺序：Python 3.7及以上版本的字典默认保持插入顺序，若需兼容旧版本，建议使用collections.OrderedDict来传递annotations和defaults，确保参数顺序与预期一致。
• 函数逻辑自定义：示例中函数返回locals()，你可以根据需求替换为任意业务逻辑，比如调用其他函数、计算结果等。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Loic Rosnay