Какие библиотеки и паттерны используются для функционального программирования в Python

Что проверяют

Понимаете ли вы функциональный стиль как инструмент, а не как моду: где он делает код на Python проще, а где вредит читаемости. Следом часто просят написать декоратор с кэшем или объяснить, почему lru_cache на методе класса опасен.

Как отвечать

Начните со стандартной библиотеки, её хватает в большинстве задач:

• functools: partial для частичного применения, reduce (из встроенных функций его убрали ещё в Python 3), lru_cache и cache для мемоизации, wraps для корректных декораторов, singledispatch для перегрузки по типу первого аргумента;
• itertools: ленивые комбинаторы chain, islice, groupby, accumulate, pairwise, а с Python 3.12 ещё batched;
• operator: itemgetter, attrgetter, methodcaller вместо однострочных lambda в sorted и map;
• сторонние: toolz (или быстрый cytoolz) для композиции и каррирования, more-itertools для готовых рецептов, returns для контейнеров Result и Maybe, pyrsistent для персистентных структур.

Из паттернов назовите чистые функции без побочных эффектов, функции высшего порядка и замыкания, декораторы как главный функциональный приём в Python, ленивые вычисления на генераторах и неизменяемость через tuple, frozenset, @dataclass(frozen=True) и NamedTuple. Сопоставление с образцом match (с Python 3.10) тоже часто относят сюда.

Скажите и про границы: оптимизации хвостовой рекурсии в Python нет, лимит рекурсии по умолчанию около тысячи вызовов, а lambda ограничена одним выражением. Поэтому списковое включение обычно читается лучше, чем map с filter и лямбдой внутри.

Где спотыкаются

Вешают @lru_cache на метод экземпляра. Общий для класса кэш держит ссылку на каждый self, и объекты не освобождаются, пока живёт кэш. Для этого есть cached_property или кэш на уровне модуля.

Забывают, что itertools.groupby группирует только соседние элементы. Без предварительной сортировки по тому же ключу группы дробятся.

Путают неизменяемость ссылки и объекта: кортеж со списком внутри остаётся изменяемым по содержимому и не хэшируется, поэтому такой аргумент уронит lru_cache с TypeError.