1、map()函数
map()是Python内置的高阶函数,它接收一个函数f和一个列表,并通过把函数f依次作用在列表的每个元素上,得到一个新的列表并返回。
例如,对于list [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
如果希望把列表的每个元素都作平方,就可以用map()函数:
因此,我们只需要传入函数f(x)= x * x,就可以利用map()函数完成这个计算:
def f(x):return x * xprint map(f,[1,2,3,4,5,6,7,8,9])
输出结果:
[1,4,9,10,25,36,49,64,81]
可以用列表替代
注意: map()函数不改变原有的列表,而是返回一个新的列表。
利用map()函数,可以把一个列表转换为另一个列表,只需要传入转换函数。
由于list包含的元素可以是任何类型,因此,map()不仅可以处理只包含数值的列表,事实上它可以处理包含任意类型的列表,只要传入的函数f可以处理这种数据类型。
假设用户输入的英文名字不规范,没有按照首字母大写,后续字母小写的规则,请使用map()函数,把一个列表(包含若干不规范的英文名字)变成一个包含规范英文名字的列表:
输入:['adam','LISA','barT']
输出:['Adam','Lisa','Bart']
format_name(s)函数接收一个字符串,并且要返回格式化后的字符串,使用map()函数,就可以输出新的列表。
参考代码:
def format_name(s):return s[0].upper()+ s[1:].lower()
print map(format_name,['adam','LISA','barT'])
2、reduce()函数
reduce()函数也是Python内置的一个高阶函数.reduce()函数接收的参数和map()类似,一个函数f,一个列表,但行为和map()不同,reduce接收两个参数,reduce()对列表的每个元素反复调用函数f,并返回最终结果值。
例如,编写一个函数f,接收x和y,返回x和y的和:
def f(x,y):return x + y
调用reduce(f,[ 1,3,5,7,9 ])时,reduce函数将做如下计算:
先计算头两个元素:f(1,3),结果为4;再把结果和第3个元素计算:f(4,5),结果为9;再把结果和第4个元素计算:f (9,7),结果为16;再把结果和第5个元素计算:f(16,9),结果为25;由于没有更多的元素,计算结束,返回结果25。
虽然Python内置了求和函数sum(),但是,利用reduce()求和也很简单。
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:
reduce(f,[1,3,5,7,9],100)
结果将变为125,因为第一轮计算是:
计算初始值和第一个元素:f( 100,1 ),结果为101。
Python内置了求和函数sum(),但没有求积的函数,请利用recude()来求积:
输入:[2,4,5,7,12]
输出:2 * 4 * 5 * 7 * 12的结果
reduce()接收的函数f需要两个参数,并返回一个结果,以便继续进行下一轮计算。
参考代码:
def prod(x,y):return x * y print reduce(prod,[2,4,5,7,12])
3.filter()函数
filter()函数是Python内置的另一个有用的高阶函数,filter()函数接收一个函数f和一个列表,这个函数f的作用是对每个元素进行判断,返回True或False,filter判断结果自动过滤掉不符合条件的元素,由符合条件元素组成的新列表返回。
例如,要从一个列表[1,4,6,7,9,12,17]中删除偶数,保留奇数,首先,要编写一个判断奇数的函数:
def is_odd(x):return x%2 == 1
然后,利用filter()过滤掉偶数:
filter(is_odd,[1,4,6,7,9,12,17])
结果: [ 1,7,9,17 ]
利用滤波器(),可以完成很多有用的功能,例如,删除无或者空字符串:
def is_not_empty(s):return s and len(s.strip())> 0
filter(is_not_empty,['test',None,'','str','','END'])
结果: ['test','str','END']
注: s.strip(rm)删除s字符串中开头,结尾处的rm序列的字符。
当rm为空时,默认删除空白符(包括'\ n','\ r','\ t',''),如下:
a ='123'a.strip()
结果: '123'
a ='\ t \ t123 \ r \ n'a.strip()
结果: '123'
请利用filter()过滤出1100中平方根是整数的数,即结果应该是:
[1,4,9,16,25,36,49,64,81,100]
filter()接收的函数必须判断出一个数的平方根是否是整数,而math.sqrt()返回结果是浮点数。
参考代码:
import math
def is_sqr(x):r = int(math.sqrt(x))return r * r == x
print filter(is_sqr,range(1,101))
4.自定义排序函数sorted()
Python内置的sorted()函数可对列表进行排序:
>>> sorted([36,5,12,9,21])
[5,9,12,21,36]
但sorted()也是一个高阶函数,它可以接收一个比较函数来实现自定义排序,比较函数的定义,传入两个待比较的元素x,y,如果x应该排在y的前面,返回-1,如果x应该排在y的后面,返回1.如果x和y相等,返回0。
因此,如果我们要实现倒序排序,只需要编写一个reversed_cmp函数:
def reversed_cmp(x,y):如果x> y:如果x <y:返回-1返回1返回0
这样,调用sorted()并传入reversed_cmp就可以实现倒序排序:
>>> sorted([36,5,12,9,21],reversed_cmp)[36,21,12,9,5]
ASCII大小来比较:sort()也可以对字符串进行排序,字符串默认按照ASCII大小来比较:
>>> sorted(['bob','about','Zoo','Credit'])['Credit','Zoo','about','bob'
'Zoo'排在'about'之前是因为'Z'的ASCII码比'a'小。
对于比较函数cmp_ignore_case(s1,s2),要忽略大小写比较,就是先把两个字符串都变成大写,再比较。
参考代码:
def cmp_ignore_case(s1,s2):
u1 = s1.upper()
u2 = s2.upper()
if u1 < u2:
return -1
if u1 > u2:
return 1
return 0
print sorted(['bob','about' 'Zoo','Credit'],cmp_ignore_case)
5、返回函数
Python的函数不可以返回int,str,list,dict等数据类型,还可以返回函数!
例如,定义一个函数f(),我们让它返回一个函数g,可以这样写:
def f():
print 'call f()...'
#定义函数g:
def g():
print 'call g()...'
#返回函数g:
ruturn g
仔细观察上面的函数定义,我们在函数f内部又定义了一个函数g。由于函数g也是一个对象,函数名g就是指向函数g的变量,所以,最外层函数f可以返回变量g,也就是函数g本身。
调用函数f,我们会得到f返回的一个函数:
>>> x = f()#调用f()
call f()...
>>> x#variable x是f()返回的函数:
<function g at 0x1037bf320>
>>> x()#x指向函数,因此可以调用
call g()...#调用x()就是执行g()函数定义的代码
请注意区分返回函数和返回值:
def myabs():
return abs#返回函数
def myabs2(x):
return abs(x)#返回函数调用的结果,返回值是一个数值
返回函数可以把一些计算延迟执行。例如,如果定义一个普通的求和函数:
def calc_sum(lst):
return sum(lst)
调用calc_sum()函数时,将立刻计算并得到结果:
>>> calc_sum([1,2,3,4])
10
但是,如果返回一个函数,就可以“延迟计算”:
def calc_sum(lst):
def lazy_sum():
return sum(lst)
return lazy_sum
#调用calc_sum()并没有计算出结果,而是返回函数:
>>> f = calc_sum([1,2,3,4])
>>> f
<function lazy_sum at 0x1037bfaa0>
#对返回的函数进行调用时,才计算出结果:
>>> f()
10
由于可以返回函数,我们在后续代码里就可以决定到底要不要调用该函数。
请编写一个函数calc_prod(lst),它接收一个列表,返回一个函数,返回函数可以计算参数的乘积。
def calc_prod(lst):
def lazy_prod():
def f(x,y):
ruturn x * y
return reduce(f,lst,1)
返回lazy_prod
f = calc_prod([1,2,3,4])
print f()
6、闭包
在函数内部定义的函数和外部定义的函数是一样的,只是他们无法被外部访问:
def g():
print'g()...'
def f():
print'f()...'
ruturn g
将g的定义移入函数f内部,防止其他代码调用g:
def f():
print'f()...'
def g():
print'g()...'
ruturn g
但是,考察上一小节定义的calc_sum函数:
def calc_sum(lst):
def lazy_sum():
return sum(lst)
ruturn lazy_sum
注意:发现没法把lazy_sum移到calc_sum的外部,因为它引用了calc_sum的参数lst。
像这种内层函数引用了外层函数的变量,然后返回内层函数的情况,称为闭包(Closure)。
闭包的特点是返回的函数还引用了外层函数的局部变量,所以,要正确使用闭包,就要确保引用的局部变量在函数返回后不能变。举例如下:
#希望一次返回3个函数,分别计算1x1,2x2,3x3:
def count():
fs = []
for i in range(1,4):
def f():
return i * i
fs.append(f)
return fs
f1,f2,f3 = count()
你可能认为调用f1(),f2()和f3()结果应该是1,4,9,但实际结果全部都是9(请自己动手验证)。
原因就是当count()函数返回了3个函数时,这3个函数所引用的变量i的值已经变成了3.由于f1,f2,f3并没有被调用,所以,此时他们并未计算i * i,当f1被调用时:
>>> f1()
9#因为f1现在才计算i * i,但现在i的值已经变为3
因此,返回函数不要引用任何循环变量,或者后续会发发变化的变量。
返回闭包不能引用循环变量,请更改count()函数,让它正确返回能计算1x1,2x2,3x3的函数。
def f(j):
def g():
return j * j
return g
它可以正确地返回一个闭包g,g所引用的变量j不是循环变量,因此将正常执行。
在计数函数的循环内部,如果借助f函数,就可以避免引用循环变量i。
参考代码:
def count():
fs = []
for i in range(1,4):
def f(j):
def g():
return j * j
return g
r = f(i)
fs.append(r)
返回fs
f1,f2,f3 = count()
print f1(),f2(),f3()
7.匿名函数
高阶函数可以接收函数做参数,有些时候,我们不需要显式地定义函数,直接传入匿名函数更方便。
在Python中,对匿名函数提供有限支持。还是以map()函数为例,计算f(x)= x2时,除了定义一个f(x)的函数外,还可以直接传入匿名函数:
>>> map(lambda x:x * x,[1,2,3,4,5,6,7,8,9])
[1,4,9,16,25,36,49,64,81]
通过对比可以看出,匿名函数lambda x:x * x实际上就是:
def f(x):
return x * x
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,不写return,返回值就是该表达式的结果。
使用匿名函数,可以不必定义函数名,直接创建一个函数对象,很多时候可以简化代码:
>>> sorted([1,3,9,5,0],lambda x,y:-cmp(x,y))
[9,5,3,1,0]
返回函数的时候,也可以返回匿名函数:
>>> myabs = lambda x:-x if x <0 else x
>>> myabs(-1)
1
>>> myabs(1)
1
利用匿名函数简化以下代码:
def is_not_empty(s):
return s and len(s.strip())> 0
filter(is_not_empty,['test',None,'','str','','END'])
定义匿名函数时,没有返回关键字,且表达式的值就是函数返回值。
参考代码:
打印过滤器(lambda s:s和len(s.strip())> 0,['test',None,'','str','','END'