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  • python advanced programming ( I )

    函数式编程


        函数是Python内建支持的一种封装,通过把大段代码拆成函数,通过一层一层的函数调用,就可以把复杂任务分解成简单的任务,这种分解可以称之为面向过程的程序设计。函数就是面向过程的程序设计的基本单元。

        函数式编程就是一种抽象程度很高的编程范式,纯函数式编程语言编写的函数没有变量。由于Python允许使用变量,因此Python不是纯函数式编程语言。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。

        变量可以指向函数:>>> abs(-10) 10√   abs×   >>> x = abs(-10) >>> x 10√   >>> f = abs×   >>>f = abs >>>f(-10) 10√
        函数名也是变量:函数名其实就是指向函数的变量,可以指向其他对象但用原先函数指向作废。

        高阶函数:函数能传入别的函数作为参数。
        map():接收两个参数,一个是函数一个是Iterable,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.list(map(str, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]))

        reduce():接收两个参数,把一个函数作用在一个序列[x1, x2, x3, ...]上,依次作用把结果继续和下一个元素做累积计算,在functools模块中。reduce(f, [x1, x2, x3, x4]) = f(f(f(x1, x2), x3) x4)

        filter():用于过滤序列,接收一个函数和一个序列,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。list(filter(is_odd, [1, 2, 4, 5])) list(filter(not_empty, ['A', '', 'B', None, 'C', ' ']))

        sorted():可以对list排序,字符串按照ASCII的大小比较。还可以接收一个key函数来实现自定义的排序 >>> sorted([36, 5, -12, 9, -21], key=abs)

        返回函数:把函数作为结果值返回。
        def lazy_sum(*args):
            def sum():
                ax = 0
                for n in args:
                    ax = ax + n
                return ax
        return sum
    调用lazy_sum()时,返回的并不是求和结果,而是求和函数:>>> f = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9) >>> f
    调用函数f时,才真正计算求和的结果:>>> f(1, 3, 5, 7, 9) 25
    调用lazy_sum()时,每次调用都会返回一个新的函数,使得调用结果互不影响。
    在这个例子中函数lazy_sum中又定义了函数sum,并且内部函数sum可以引用外部函数lazy_sum的参数和局部变量,当lazy_sum返回函数sum时相关参数和变量都保存在返回的函数中,
    这种称为“闭包(Closure)”的程序结构拥有极大的威力。
    返回闭包时牢记的一点就是:返回的函数并没有立刻执行,直到调用了才执行,所以return的函数不要用后续会发生变化的变量,比如循环变量(可通过创建函数绑定循环变量当前值破例)。

        匿名函数: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>>> list(map(lambda x: x * x, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]))
    关键字lambda表示匿名函数,冒号前面的x表示函数参数。
    匿名函数有个限制就是只能有一个表达式。
    匿名函数也是一个函数对象,也可以把匿名函数赋值给一个变量,再利用变量来调用该函数:>>> f = lambda x: x * x>>> f(5)
    匿名函数也可以作为返回值返回>>>return lambda: x * x + y * y

        装饰器:想要增强一个函数的功能,但又不希望修改函数的定义,这种在代码运行期间动态增加功能的方式,称之为“装饰器”(Decorator)。
    >>> def now():
                 print('2015-3-25') __name__属性,可以拿到函数的名字:>>> now.__name__ 'now'
    想加一个打印日志的功能,decorator本质上就是一个返回函数的高阶函数。所以要定义一个能打印日志的装饰器
    >>>def log(func):
                def wrapper(*args, **kw):
                      print('call %s():' % func.__name__)
                      return func(*args, **kw)
           return wrapper
    装饰器需要借助@语法接受一个函数作为参数,
    >>>@log
    def now():
         print('2015-3-25')
    这里相当于执行了语句now = log(now),返回的wrapper()函数。原来的now()函数仍然存在,只是同名的now变量指向了新的函数。
    想要自定义log的文本,decorator本身就需要传入参数,所以要编写一个返回decorator的高阶函数
    >>>def log(text):
                 def decorator(func):
                       def wrapper(*args, **kw):
                             print('%s %s():' % (text, func.__name__))
                       return func(*args, **kw)
                 return wrapper
           return decorator
    3层嵌套的decorator用法
    >>>@log('execute')
           def now():
                 print('2015-3-25')
    这里相当于执行了语句now = log('execute')(now),首先执行log('execute'),返回的是decorator函数,再调用返回的函数,参数是now函数,返回值最终是wrapper函数。
    最后一步在最终返回函数的定义前加functools模块中的@functools.wraps(func)把原始函数的__name__等属性复制wrapper()函数中,防止有些依赖函数签名的代码执行出错。

        偏函数:当函数的参数个数太多,需要简化时使用functools.partial可以创建一个新的函数,这个新函数可以固定住原函数的部分参数,从而在调用时更简单。
    int()进制参数默认为10,>>> int2 = functools.partial(int, base=2)#用functools模块中的partial方法固定某些参数,创建新函数将对象转化为2进制整数。

    计算机(Computer)和计算(Compute)这两个概念概念。
    计算机的层次上,CPU执行的是加减乘除的指令代码,以及各种条件判断和跳转指令,所以,汇编
    语言是最贴近计算机的语言。计算则指数学意义上的计算,越是抽象的计算,离计算机硬件越远。
    对应到编程语言,就是越低级的语言,越贴近计算机,抽象程度低,执行效率高,比如C语言;越
    高级的语言,越贴近计算,抽象程度高,执行效率低,比如Lisp语言。

    返回Iterator的函数,返回的属于惰性序列,所以需要用list()函数要强迫函数完成所有结果并返回list。

    在面向对象(OOP)的设计模式中,decorator被称为装饰模式。OOP的装饰模式需要通过继承和组
    合来实现,而Python除了能支持OOP的decorator外,直接从语法层次支持decorator。Python的
    decorator可以用函数实现,也可以用类实现。

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