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  • 优雅的python

    在知乎上看到的问题——python有哪些优雅的代码实现。

    下面的代码大概也算不上优雅。

    一下代码在python3中实现

    更多内容可见:http://book.pythontips.com/en/latest/args_and_kwargs.html

    lambda函数的使用

    lambda,又称匿名函数。当我们在传入函数时,有些时候,不需要显式地定义函数,直接传入匿名函数更方便。

    比如命名一个普通的函数:

    def f(x):
        return x * x
    

    在这里,f为函数名,x是函数的参数,x*x则是函数的返回结果。

    我们可以换成lambda的形式则是:

    >>> lambda x : x*x
    <function <lambda> at 0x7fa2d1298048>
    >>> f = lambda x : x*x
    >>> f(3)
    9
    

     lambda函数有一个限制就是函数中只能有一个表达式(事例中的x*x),该表达式的结果即是返回值。当然这个表达式可以用下面的一些技巧写的更“优雅”一些。

    其中lambda函数返回是一个对象,其实在python中,绝大部分的都是对象,函数也是对象。所以我们能将lambda函数赋给其它对象(事例中的f)。但是不建议这么做。一般使用lambda表达式时要注意:

    1.逻辑简单,切忌在一个lambda表达式中做出很复杂的逻辑,这么做可能感觉逼格很高但是代码的可读性会变得非常差。

    2.一次性使用,就像上面所说的不建议使用f = lambda  x:....的形式

    map,reduce,filter函数的使用

    map()函数接收两个参数,一个是函数,一个是Iterablemap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。

    比如我们有一个函数f(x)=x2,要把这个函数作用在一个list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]上,就可以用map()实现如下:

    >>> def f(x):
    ...     return x * x
    ...
    >>> r = map(f, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
    >>> list(r)
    [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
    

     其中注意,传进map()的第一个参数是 f 而不是f(),其中f表示的是f函数对象本身而f()则是对函数f的调用。

    map()作为高阶函数,事实上它把运算规则抽象了,因此,我们不但可以计算简单的f(x)=x2,还可以计算任意复杂的函数,比如,把这个list所有数字转为字符串:

    >>> list(map(str, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]))
    ['1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']
    

     当然,map()中还可以传入lambda表达式:

    >>> list(map(lambda x: x*x,range(10)))
    [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
    

     或者再结合一下:

    >>> list(map(lambda x: str(x*x),range(10)))
    ['0', '1', '4', '9', '16', '25', '36', '49', '64', '81']
    

     再看reduce的用法。reduce把一个函数作用在一个序列[x1, x2, x3, ...]上,这个函数必须接收两个参数,reduce把结果继续和序列的下一个元素做累积计算,其效果就是:

    reduce(f, [x1, x2, x3, x4]) = f(f(f(x1, x2), x3), x4)
    

    比方说对一个序列求和,就可以用reduce实现:

    >>> from functools import reduce
    >>> reduce(lambda x,y:x+y,[1,2,3,4])
    10
    

    Python内建的filter()函数用于过滤序列。

    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。

    例如返回一个list中的奇数:

    >>> list(filter(lambda x:x % 2 == 1,range(10)))
    [1, 3, 5, 7, 9]
    

    列表推导

    列表推导,又称列表生成式,即List Comprehensions,是Python内置的非常简单却强大的可以用来创建list的生成式。

    举个例子,要生成list [0,1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]可以用list(range(10))

    >>> list(range(10))
    [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
    

     在python2中有点区别,python2中的range()直接生产列表而python3中生产的是一个range对象,需要通过list或者[]来生成。

    >>> [x for x in range(10)]
    [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
    

     或者进阶一点点:

    >>> [x*x for x in range(10)]
    [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
    >>> [str(x) for x in range(10)]
    ['0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']
    >>> L = ['Hello', 'World', 'IBM', 'Apple']
    >>> [s.lower() for s in L]
    ['hello', 'world', 'ibm', 'apple']

    感觉它的写法有点想lambda表达式。

    然后其中也可以多几层的嵌套:

    >>> [m + n for m in 'ABC' for n in 'XYZ']
    ['AX', 'AY', 'AZ', 'BX', 'BY', 'BZ', 'CX', 'CY', 'CZ']
    

     三层和三层以上的循环就很少用到了。

    yield和generator生成器

    简单地讲,yield 的作用就是把一个函数变成一个 generator。

    例如使用yield生成裴波那契数列:

     def fab(max): 
        n, a, b = 0, 0, 1 
        while n < max: 
            yield b 
            # print b 
            a, b = b, a + b 
            n = n + 1 
    
     >>> for n in fab(5): 
     ...     print n 
     ... 
     1 
     1 
     2 
     3 
     5
    

    使用yield的好处在于,它返回的是一个generator生成器。类似于python3中的range()和python2中的xrange()。带有 yield 的函数不再是一个普通函数,Python 解释器会将其视为一个 generator,调用 fab(5) 不会执行 fab 函数,而是返回一个 iterable 对象!在 for 循环执行时,每次循环都会执行 fab 函数内部的代码,执行到 yield b 时,fab 函数就返回一个迭代值,下次迭代时,代码从 yield b 的下一条语句继续执行,而函数的本地变量看起来和上次中断执行前是完全一样的,于是函数继续执行,直到再次遇到 yield。

    因为返回的是一个生成器,所以可以使用next()方法进行访问:

    >>> f = fab(5)
    >>> next(f)
    1
    >>> next(f)
    1
    >>> next(f)
    2
    >>> next(f)
    3
    >>> next(f)
    5
    

     generator生成器,前面我们看了列表推导,使用[]进行生成,其中把[]换成(),就创建了一个generator:

    >>> L = [x * x for x in range(10)]
    >>> L
    [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
    >>> g = (x * x for x in range(10))
    >>> g
    <generator object <genexpr> at 0x7fd2264607d8>
    

     L是一个list,而g是一个generator。其中generator是可迭代的。

    装饰器

    装饰器(Decorator),当我们希望为函数增加功能,但是却不想修改原函数又或者没有权限修改原函数的时候,就需要用到装饰器了。

    比如我们有一个函数:

    def func():
        print("I have a dream!")
    func()
    
    I have a dream!
    

     是的,我有一个梦想!现在我们想要知道我什么时候有一个梦想,就是我们需要在执行函数的时候打印时间。那么:

    '''定义一个装饰器'''
    def log_time(func):
        def wrapper(*args, **kw):
            print("run %s() and time is :" % func.__name__+str(datetime.datetime.now()))
            return func(*args,**kw)
        return wrapper
    
    @log_time
    def func():
        print("I have a dream!")
    
    func()
    

     输出:

    run func() and time is :2016-10-10 14:26:08.296495
    I have a dream!
    

     本质上,decorator就是一个返回函数的高阶函数。其中,我们给log_tim()传入一个参数,这个参数是一个函数对象,并且返回一个函数对象。然后在其中定义了wrapper(),这两个参数并没有意义,只是为了说明这里面可以传入任意类型的参数。

    然后用@语法将其放在函数定义处。其相当于:

    func = log_time(func)
    

     由于log_time()是一个decorator,返回一个函数,所以,原来的func()函数仍然存在,只是现在同名的func变量指向了新的函数,于是调用func()将执行新函数,即在log_time()函数中返回的wrapper()函数。

    在使用装饰器时请注意:

    用decorator修饰一个函数得到另一个函数时,原来的那个函数依然是逻辑中心,而decorator所增加的只是相对外围的功能,不能那个什么宾那个什么主。

    即使去掉装饰器,整个函数的逻辑仍需完整、清晰。

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