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  • python 高阶函数

    1、一等公民

      函数在 Python 是一等公民(First-Class Object)
      函数也是对象,是可调用对象
      函数可以作为普通变量,也可以作为函数的参数、返回值

    2、高阶函数(High-order Function)

      数学概念 y=f(g(x))
      在数学和计算机科学中,高阶函数应当是至少满足下面一个条件的函数:
        接受一个或多个函数作为参数
        输出一个函数

    # 高阶函数,例1:
    def counter(base):
        def inc(step=1):             # 局部变量
            nonlocal base
            base += step
            return base
        return inc                   # 局部变量 inc,每次赋值即重新定义
    
    c1 = counter(5)
    c2 = counter(5)
    print(c1(), c2())                # 6 6
    print(c1() == c2())              # True,函数对象的返回值相等
    print(counter(5) == counter(5))  # False,函数每次调用都不一样
    # 高阶函数,例2:
    def
    inc(step=1): return step def counter(): return inc # 返回全局变量 inc c1 = counter() c2 = counter() print(c1 == c2) # True,因为全局变量 inc 不消亡

    3、自定义 sort 函数

      仿照内建函数 sorted,请自行实现一个 sort 函数(不用使用内建函数),能够为列表元素排序。

      思考:通过练习,思考 sorted 函数的实现原理,map、filter 函数的实现原理。

      思路:
      内建函数 sorted 函数,它返回一个新的列表,可以设置升序或降序,可以设置一个用于比较的函数(自定义函数也要实现这些功能)
      新建一个列表,遍历原列表,和新列表中的当前值依次比较,决定带插入数插入到新列表的什么位置。

      实现1:实现升序和倒序

    def sort(iterable):      # 例:[4, 3, 6]
        target = []
        for x in iterable:
            for i, y in enumerate(target):    # [4]
                if x < y:    # 被插入值小于当前索引值,insert 插入(升序),即当 x > y 时倒序
                    target.insert(i, x)
                    break    # 找到插入位置,结束当前循环
            else:
                target.append(x)
        return target
    print(sort([4, 3, 6]))

      实现2:实现 reverse

    def sort(iterable, *, reverse=False):             # 设定 reverse 缺省值为 False,不反转
        target = []
        for x in iterable:
            for i, y in enumerate(target):
                order = x > y if reverse else x < y   # 通过 reverse 关键字传参,实现 升序、逆序
                if order:
                    target.insert(i, x)
                    break
            else:
                target.append(x)
        return target
    print(sort([4, 3, 6], reverse=True))              # [6, 4, 3]

      实现3:实现 key

    def sort(iterable, *, key, reverse=False):
        target = []
        for x in iterable:
            for i, y in enumerate(target):
                order = key(x) > key(y) if reverse else key(x) < key(y)    # key()
                if order:
                    target.insert(i, x)
                    break
            else:
                target.append(x)
        return target
    print(sort([4, 3, '3', 6], reverse=True, key=int))    # [6, 4, 3, '3']

      实现4:实现 key 的缺省值,key=None

    def sort(iterable, *, key=None, reverse=False):
        target = []
        for x in iterable:
            for i, y in enumerate(target):
                x = key(x) if key else x
                y = key(y) if key else y
                # 不符合(转换后的结果只是用来比较大小的,不改变最后生成的列表中的元素本身)!
                # 而且 x 重复计算!
                order = x > y if reverse else x < y
                if order:
                    target.insert(i, x)
                    break
            else:
                target.append(x)
        return target
    print(sort([4, 3, '3', 6], reverse=True, key=str))    # ['6', 4, '3', '3']
    
    # 再改进! def sort(iterable, *, key=None, reverse=False): target = [] for x in iterable: cx = key(x) if key else x # 转换后的结果只是用来比较大小的,不改变最后生成的列表中的元素本身 for i, y in enumerate(target): cy = key(y) if key else y order = cx > cy if reverse else cx < cy if order: target.insert(i, x) break else: target.append(x) return target print(sort([4, 3, '3', 6], reverse=True, key=str)) # [6, 4, 3, '3']

    4、内建高阶函数

      排序 sorted

      定义:sorted(iterable, *, key=None, reverse=False) => list

    '''
    sorted()         # 返回新列表
    list.sort()      # 就地修改
    '''
    
    lst = [1, 4, 2, 6, 3]
    print(sorted(lst, key=lambda x : 7-x))      # 升序,key=lambda x : 7-x,影响排序结果
    lst.sort(reverse=True, key=lambda x : 7-x)  # 降序,key=lambda x : 7-x,影响排序结果
    print(lst)
    
    # 执行结果:
    [6, 4, 3, 2, 1]
    [1, 2, 3, 4, 6]

      映射 map

      定义:map(function, *iterables) => map object

      对多个可迭代对象的元素,按照指定的函数进行映射,返回一个迭代器

    g = list(map(lambda x : x+1, range(1, 6)))
    print(g)    # [2, 3, 4, 5, 6]
    
    g1 = { i:(i, i+1) for i in map(lambda x : x+1, range(1, 6))}
    print(g1)   # {2: (2, 3), 3: (3, 4), 4: (4, 5), 5: (5, 6), 6: (6, 7)}
    
    g2 = dict(map(lambda x : (x+1, (x+1, x+2)), range(1, 6)))    # 二元组
    print(g2)   # {2: (2, 3), 3: (3, 4), 4: (4, 5), 5: (5, 6), 6: (6, 7)}
    
    g3 = dict(zip(range(2, 7), map(lambda x : (x, x+1), range(2, 7))))
    print(g3)   # {2: (2, 3), 3: (3, 4), 4: (4, 5), 5: (5, 6), 6: (6, 7)}
    
    g4 = dict(map(lambda x, y : [x, y], 'abcde', range(10)))
    print(g4)   # {'a': 0, 'b': 1, 'c': 2, 'd': 3, 'e': 4}

      过滤 filter

      定义:filter(function, iterable)

      对可迭代对象进行遍历,返回一个迭代器
      function 参数是一个参数的函数,且返回值应当是 bool 类型,或其返回值等效布尔值
      function参数如果是 None,可迭代对象的每一个元素自身等效布尔值

    # if element: yield element             # 如果这个元素,则返回这个元素
    print(filter(None, range(10)))          # 惰性对象
    print(list(filter(None, range(10))))    # [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
    print(list(filter(None, range(-5, 5)))) # [-5, -4, -3, -2, -1, 1, 2, 3, 4]
    
    # if fn(element): yield element
    print(list(filter(lambda x : True, range(10))))    # [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
    print(list(filter(lambda x : None, range(10))))    # []
    print(list(filter(lambda x : 0, range(10))))       # []
    
    # 如果 x%3==0,则为 True
    print(list(filter(lambda x : x%3==0, [1, 9, 55, 150, -3, 78, 28, 123])))
    # [9, 150, -3, 78, 123]
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