在Dash中更靈活地編寫回調函數

本文示例代碼已上傳至我的Github倉庫https://github.com/CNFeffery/dash-master

大家好我是費老師，使用Dash開發過交互式應用的朋友，想必都不會對回調函數感到陌生，作爲Dash應用中實現各種交互邏輯的“萬金油”方式，不管是常規的@app.callback()，還是對應瀏覽器端回調的app.clientside_callback()和ClientsideFunction()，其中編排各種回調角色時，我們都是按照先Output，再Input，最後State的順序依次羅列的，且各個角色存在多個時，建議用[]將它們包裹住，以提升代碼可讀性。

但這並不是不可打破的鐵律，事實上，Dash還額外提供了多種多樣的回調角色編排方式，官方稱之爲Flexible Callback Signatures，從而解決單個回調函數中角色太多時代碼可讀性變差等問題，今天的文章中，我就將帶大家學習相關的實用知識，從而更清晰地進行Dash應用開發及維護😇。

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爲了方便演示，我們構造下圖所示的簡單示例Dash應用（完整源碼見文章開頭地址）：

如果要編排以兩個按鈕作爲示例Input角色，兩個輸入框作爲示例State角色，並向兩個文字組件中分別Output不同的參數值內容的回調函數，按照常規的寫法，對應的回調函數可以寫作下方形式：

@app.callback(
    [Output('demo-output1', 'children'),
     Output('demo-output2', 'children')],
    [Input('demo-button1', 'nClicks'),
     Input('demo-button2', 'nClicks')],
    [State('demo-input1', 'value'),
     State('demo-input2', 'value')],
    prevent_initial_call=True
)
def demo_callback(nClicks1, nClicks2, value1, value2):

    return [
        f'nClicks1: {nClicks1}, nClicks2: {nClicks2}',
        f'value1: {value1}, value2: {value2}'
    ]

下面我們以此爲基礎，分別介紹其他不同的寫法：

1 字典化角色編排

我們可以用字典來分別編排各類型的角色，其中具體可細分爲：

• 僅Input、State字典化

當僅對回調函數的Input和State角色進行字典化編排時，我們可以通過自定義的鍵值對，完成針對回調函數輸入參數的映射，改造後的示例回調函數如下：

@app.callback(
    [Output('demo-output1', 'children'),
     Output('demo-output2', 'children')],
    inputs=dict(
        nClicks1=Input('demo-button1', 'nClicks'),
        nClicks2=Input('demo-button2', 'nClicks')
    ),
    state=dict(
        value1=State('demo-input1', 'value'),
        value2=State('demo-input2', 'value')
    ),
    prevent_initial_call=True
)
def demo_callback(nClicks1, nClicks2, value1, value2):
    '''字典化角色編排：僅Input、State字典化'''

    return [
        f'nClicks1: {nClicks1}, nClicks2: {nClicks2}',
        f'value1: {value1}, value2: {value2}'
    ]

• 全部角色字典化

如果我們將回調函數的Output也進行了字典化改造，那麼在回調函數中就需要返回對應鍵值對的字典（返回單個dash.no_update時不受限制），示例寫法如下：

@app.callback(
    output=dict(
        content1=Output('demo-output1', 'children'),
        content2=Output('demo-output2', 'children')
    ),
    inputs=dict(
        nClicks1=Input('demo-button1', 'nClicks'),
        nClicks2=Input('demo-button2', 'nClicks')
    ),
    state=dict(
        value1=State('demo-input1', 'value'),
        value2=State('demo-input2', 'value')
    ),
    prevent_initial_call=True
)
def demo_callback(nClicks1, nClicks2, value1, value2):
    '''字典化角色編排：全部角色字典化'''

    return dict(
        content1=f'nClicks1: {nClicks1}, nClicks2: {nClicks2}',
        content2=f'value1: {value1}, value2: {value2}'
    )

通過字典化角色的形式，我們可以爲每個角色自由起名字，建議是起跟功能相關的名字，如login_button_click，或登錄按鈕點擊這樣的中文鍵名，只要能幫助你更好地讀懂回調函數邏輯就可以😉。

2 嵌套式字典化角色編排

當我們在使用上文所介紹的字典化角色編排方式時，除了在字典中平鋪書寫相應角色外，還可以向下繼續進行字典嵌套，從而實現更自由的參數分組效果，相應的，對應輸入參數也會以字典的形式傳入內部的各鍵值對參數：

@app.callback(
    output=dict(
        content1=Output('demo-output1', 'children'),
        content2=Output('demo-output2', 'children')
    ),
    inputs=dict(
        nClicks1=Input('demo-button1', 'nClicks'),
        nClicks2=Input('demo-button2', 'nClicks')
    ),
    state=dict(
        input_values=dict(
            value1=State('demo-input1', 'value'),
            value2=State('demo-input2', 'value')
        )
    ),
    prevent_initial_call=True
)
def demo_callback(nClicks1, nClicks2, input_values):
    '''嵌套式字典化角色編排'''

    return dict(
        content1=f'nClicks1: {nClicks1}, nClicks2: {nClicks2}',
        content2='value1: {value1}, value2: {value2}'.format(**input_values)
    )

3 對需要返回若干dash.no_update的情況進行簡化

針對字典化角色編排Output的方式，當我們僅需要對部分輸出目標返回實際值，對其餘目標返回dash.no_update時，可以配合標準庫collections中的defaultdict以及dash回調的上下文簡化相關過程：

@app.callback(
    output=dict(
        content1=Output('demo-output1', 'children'),
        content2=Output('demo-output2', 'children')
    ),
    inputs=dict(
        nClicks1=Input('demo-button1', 'nClicks'),
        nClicks2=Input('demo-button2', 'nClicks')
    ),
    state=dict(
        value1=State('demo-input1', 'value'),
        value2=State('demo-input2', 'value')
    ),
    prevent_initial_call=True
)
def demo_callback(nClicks1, nClicks2, value1, value2):
    '''字典化Output配合defaultdict'''

    # 假設我們需要除了content1之外的其他角色默認輸出爲dash.no_update
    output = defaultdict(
        lambda: dash.no_update,
        dict(
            content1=f'nClicks1: {nClicks1}, nClicks2: {nClicks2}'
        )
    )

    return {
        key: output[key]
        # 通過上下文遍歷所有Output字典鍵名
        for key in dash.ctx.outputs_grouping.keys()
    }

其中構造defaultdict並設置默認值等過程，我也會在fac即將發佈的0.3.x版本中封裝爲一步到位的工具函數，畢竟這種場景在進階Dash應用的開發中還是很常用的，省得在常規方式中逐個寫dash.no_update或其他默認值。

除此之外，有關Flexible Callback Signatures還有一些其他的寫法，但是在我看來並沒有字典化寫法這麼實用，感興趣的朋友可以移步https://dash.plotly.com/flexible-callback-signatures瞭解更多。

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以上就是本文的全部內容，更多有關dash應用開發的前沿知識和技巧歡迎持續關注玩轉dash公衆號。