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  • Python学习--08函数式编程

    函数式编程的一个特点就是,允许把函数本身作为参数传入另一个函数,还允许返回一个函数。

    高阶函数

    Python支持高阶函数(Higher-order function)

    什么是高阶函数呢?把函数作为参数传入,这样的函数称为高阶函数。

    高阶函数的特点:
    1、变量可以指向函数

    >>> abs(10)
    10
    >>> abs
    <built-in function abs>
    >>> x = abs
    >>> x
    <built-in function abs>
    

    这个例子告诉我们:abs是函数,abs(10)是函数调用;可以将函数赋给一个变量,这个变量也指向了函数。

    2、函数名也是变量

    >>> abs = 10
    >>> abs
    10
    

    例子中,当我们把一个函数名重新赋值后,该函数名不再指向函数,而是指向整数10,说明函数名本身也是变量,是指向函数的变量。

    3、函数参数可以传入函数

    def test(x,y,f):
        return f(x) + f(y)
    
    print(test(1, -2, abs))
    

    输出:

    3
    

    map函数

    map(function f, Iterable iterable)
    # 返回: Iterable
    

    map()函数接收两个参数,一个是函数,一个是Iterable,map将传入的函数依次作用到序列的每个元素,并把结果作为新的Iterator返回。

    示例:

    def f(x):
    	return x*x
    
    iterator = map(f, [1,2,3,4])
    print(list(iterator))
    

    输出:

    [1, 4, 9, 16]
    

    map返回的结果是个迭代器(Iterator)。我们可以使用for循环获取结果或者直接使用list()函数将结果转变为list:

    iterator = map(f, [1,2,3,4])
    for x in iterator:
    	print(x)
    

    输出:

    1
    4
    9
    16
    

    reduce函数

    reduce(function f, Iterable iterable)
    

    reduce()函数同样接收两个参数,一个是函数,一个是Iterable,reduce把结果继续和序列的下一个元素做累积计算,返回的是累计结果,非迭代器。注意的是reduce()传入的函数 函数f 必须接收两个参数。

    import functools
    
    def f(x,y):
    	return x*10+y
    
    iterator = functools.reduce(f, [1,2,3,4])
    print(iterator)
    

    输出:

    1234
    

    reduce在Python3.3+已经移到functools里了,需要先导入functools。

    字符串转整数示例:

    from functools import reduce
    
    def str2int(s):
        def fn(x, y):
            return x * 10 + y
        def char2num(s):
            return {'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}[s]
        return reduce(fn, map(char2num, s))
    

    调用:

    >>> str2int('135')
    135
    

    reduce()还可以接收第3个可选参数,作为计算的初始值。如果把初始值设为100,计算:

    def f(x, y):
        return x + y
    reduce(f, [1, 3, 5, 7, 9], 100)
    

    结果将变为125。

    filter函数

    filter(function f, Iterable iterable)
    # 返回: Iterable
    

    map()类似,filter()也接收一个函数和一个序列。和map()不同的是,filter()把传入的函数依次作用于每个元素,然后根据返回值是True还是False决定保留还是丢弃该元素。True保留,False丢弃。

    def f(x):
        if x % 2 == 0:
        	return True
    r = filter(f, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
    print(list(r))
    

    输出:

    [2, 4, 6, 8]
    

    sorted函数

    sorted(Iterable iterable, key=None)
    

    Python内置的sorted()函数就可以对list进行排序,按从小到大。

    它还可以接收一个key函数来实现自定义的排序,key指定的函数将作用于list的每一个元素上,并根据key函数返回的结果进行排序。

    l = [10,5,2,7]
    s = sorted(l)
    print(s)
    

    输出:

    [2, 5, 7, 10]
    
    def opposite(x):
    	return -x
    l = [10,5,2,7]
    s = sorted(l, key=opposite)
    print(s)
    

    输出:

    [10, 7, 5, 2]
    

    装饰器

    装饰器(Decorator)是一种在代码运行期间动态增加功能的方式。例如,我们有个写日志的函数log(),我们希望在不修改该函数的情况取增强该函数的功能,比如日志前打印一行时间和该函数名:

    import time
    
    def writelog(func):
    	def wrapper(*args, **kw):
    		print('['+ time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S') + '] :' + func.__name__)
    		return func(*args, **kw)
    	return wrapper
    
    @writelog
    def log(msg):
    	print(msg)
    
    log('This is a test msg.')
    

    输出:

    [2017-01-11 21:10:53] :log
    This is a test msg.
    

    这个例子里我们编写了装饰器writelog()用来增加函数log()的功能,只需要在函数log()前加@writelog即可。其中func.__name__代表函数的函数名。内部函数wrapper()名字非固定的,可以自定义名称。

    wrapper()函数的参数定义是(*args, **kw),因此,wrapper()函数可以接受任意参数的调用。

    偏函数

    大家不要被这个名字给吓到,其实很简单的一个东西:用于固定函数的行为。例如,函数int(x, base=10)默认只需要传第一个参数,因为第二个参数默认是10,代表10进制。

    如果我们想默认使用2进制呢,一般是这样:

    def int2(x):
        return int(x, 2)
    

    而偏函数就是专门干这事情的。使用偏函数表示上面自定义方法就是:

    import functools
    int2 = functools.partial(int, base=2)
    
    print(int2('10'))
    print(int('10'))
    

    输出:

    2
    10
    

    是不是很简单?

    所以,简单总结偏函数functools.partial的作用就是,把一个函数的某些参数给固定住(也就是设置默认值),返回一个新的函数,调用这个新函数会更简单。

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