Получение соответствующих *args, **kwargs из набора функций, затем заполнение нерегулярной 2d-структуры предоставленными 1d-аргументами

Что касается первой части вашего вопроса: дело в том, что (в Python 2) нет полного различия между «ключевым словом» и «позиционными» аргументами как таковыми. Любое значение аргумента может быть передано позиционно или по ключевому слову. Просто, если аргумент не имеет значения по умолчанию, этот аргумент должен быть предоставлен --- но его все равно можно передать по ключевому слову. (В Python 3 возможны истинные аргументы, состоящие только из ключевых слов, которые нельзя передавать позиционно.)

Таким образом, способ сопоставить аргументы с их значениями по умолчанию состоит в том, чтобы понять, что значения по умолчанию могут применяться только к последним аргументам. Таким образом, если функция принимает четыре аргумента и имеет два значения аргумента по умолчанию, эти значения должны быть для третьего и четвертого аргументов, причем первые два аргумента не имеют значений по умолчанию. Говоря простым языком, это функция с двумя позиционными аргументами и двумя ключевыми аргументами (хотя, как я уже упоминал, это лишь половина точности, поскольку любой аргумент всегда можно передать по ключевому слову). Как сказано в документации, keywords часть результата getargspec не предназначен для хранения аргументов ключевого слова; он содержит имя ключевого аргумента varargs (например, **kwargs), если оно есть.

Чтобы увидеть, как их сопоставить, просто взгляните на исходный код для inspect.formatargspec, который, по сути, делает это (я немного изменил его, чтобы создать список вместо строкового представления):

args, varargs, varkw, defaults = inspect.getargspec(func)
result = []
if defaults:
    firstdefault = len(args) - len(defaults)
for i, arg in enumerate(args):
    if defaults and i >= firstdefault:
        result.append((arg, defaults[i - firstdefault]))
    else:
        result.append((arg,))

Что касается второй части вашего вопроса, проблема в том, что вы нарезаете positional_index:however_many вместо positional_index:positional_index+however_many. Кроме того, ваша путаница с dict/set связана с тем, что вы используете понимание набора вместо понимания dict. Кроме того, вам не нужен этот вызов tuple. Сделай это так:

for pair in format:
    however_many = len(pair[0])
    argues.append((args[positional_index:positional_index+however_many], {k: kwargs[k] for k in pair[1]}))
    positional_index += however_many

Обратите внимание, однако, что одна из проблем заключается в том, что вы не сможете передавать аргументы ключевого слова с разными значениями с одним и тем же именем в разные функции. Если у вас есть def foo(a, b, c=2) и def bar(a, b, c=8), у вас нет возможности передать {'c': 1} в foo и {'c': 2} в bar, потому что вы передаете только один dict в начале, который может иметь только один ключ 'c'.

В более общем случае, если вы действительно хотите обрабатывать любой допустимый набор аргументов, это будет не так просто, потому что даже «позиционные» аргументы могут быть переданы по ключевому слову. Если у вас есть такая функция, как def foo(a, b, c=3, d=4), ее можно вызывать с помощью foo(1, d=8, c=7, b=6) --- вы можете передавать аргументы ключевого слова не по порядку, а также передавать значение для b по ключевому слову, даже если оно не имеет значения по умолчанию. Таким образом, вы не можете просто захватывать позиционные аргументы на основе количества аргументов без значений по умолчанию; вы должны фактически посмотреть, какие конкретные аргументы были переданы по ключевому слову, и только позиционно передать те, которые не были переданы по ключевому слову. (Конечно, вы могли бы просто сказать, что ваша функция не будет работать для такого случая; это зависит от того, насколько общим вы хотите, чтобы она была.)