• 一、高阶函数
  • 1.变量可以指向函数
  • 2.函数名也是变量
  • 3. 高阶函数
  • 二、map/reduce函数
  • 1.map()函数
  • 2. reduce()函数
  • 三、filter函数
  • 1.filter函数
  • 2.用filter求素数
  • 四、sorted函数


一、高阶函数

1.变量可以指向函数

以Python内置的abs()函数为例,调用函数:

>>> abs(-19) # 函数调用
19

如果只写abs呢

>>> abs # 函数本身
<built-in function abs>

结果表明,abs是一个内置的函数,abs(-19)是函数调用,而abs是函数本身。

获取函数返回结果,可以把结果赋值给一个变量

>>> x=abs(-3232)
>>> x
3232

那么函数本身也可以赋值给一个变量

>>> y=abs
>>> y
<built-in function abs>

由此得出结论,函数本身也可以赋值给变量,即变量可以指向函数。

验证一下:

>>> y(-2)
2

说明变量y已经指向了abs函数本身。调用函数abs()和调用变量y()完全相同。

2.函数名也是变量

函数名就是指向函数的变量。abs()函数中,可以把函数名abs看做变量,它指向一个可以计算绝对值的函数。

3. 高阶函数

既然变量可以指向参数,函数的参数就能接受变量,也就是说可以接收另一个函数作为参数,这种函数就称为高阶函数

一个最简单的高阶函数:

>>> z=abs
>>> z
<built-in function abs>
>>> def add(x,y,z):
	return z(x)+z(y)

>>> add(-1,2,z)
3
>>> add(-1,2,abs)
3

二、map/reduce函数

1.map()函数

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于序列的每一个元素,并把结果作为新的元素返回。

举例说明:有一个函数 f(x)=x2,map(f,[1,2,3,4,5,6])就代表把list中的6个元素依次执行x2的运算,并把结果[1,4,9,16,25,36]作为新元素返回。

>>> def f(x):
	return x*x
>>> r = map(f,[1,2,3,4,5,6])
>>> r # 是一个map对象
<map object at 0x000001ED3EF60DC0>
>>> list(r)
[1, 4, 9, 16, 25, 36]

2. reduce()函数

。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。

比如:对一个序列求和,可以用reduce实现:

>>> from functools import reduce
>>> def add(x,y):
	return x+y

>>> reduce(add,[1,2,3,4,5,6])
21
>>>

当然求和运算可以直接用Python内建函数sum(),没必要动用reduce。

但是如果要把序列[1, 3, 5, 7, 9]变换成整数13579,reduce就可以派上用场:

>>> def f(x,y):
	return x*10+y

>>> reduce(f,[1,3,5,7,9])
13579

三、filter函数

1.filter函数

Python内建的filter()函数用于过滤序列。

和map()类似,filter()也接收一个函数和一个序列。和map()不同的时,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:在一个list中,删除偶数,只保留奇数,可以这么写:

>>> def is_odd(n):
	return n%2==1

>>> list(filter(is_odd,[1,2,3,4,5,6]))
[1, 3, 5]

注意到filter()函数返回的是一个Iterator,也就是一个惰性序列,所以要强迫filter()完成计算结果,需要用list()函数获得所有结果并返回list。

2.用filter求素数

计算素数的一个方法是埃氏筛法,它的算法理解起来非常简单:
首先,列出从2开始的所有自然数,构造一个序列:
2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, …
取序列的第一个数2,它一定是素数,然后用2把序列的2的倍数筛掉:
3, , 5, , 7, , 9, , 11, , 13, , 15, , 17, , 19, , …
取新序列的第一个数3,它一定是素数,然后用3把序列的3的倍数筛掉:
5, , 7, , , , 11, , 13, , , , 17, , 19, , …

取新序列的第一个数5,然后用5把序列的5的倍数筛掉:
7, , , , 11, , 13, , , , 17, , 19, , …
不断筛下去,就可以得到所有的素数。

用Python来实现这个算法,可以先构造一个从3开始的奇数序列:

>>> def odd_iter():
	n=1
	while True:
		n=n+2
		yield n

注意这是一个生成器,并且是一个无限序列。
然后定义一个筛选函数:

>>> def not_divisable(n):
	return lambda x:x%n>0

最后,定义一个生成器,不断返回下一个素数:

>>> def primes():
	yield 2
	it = odd_iter()
	while True:
		n=next(it)
		yield n
		it=filter(not_divisable(n),it)

这个生成器先返回第一个素数2,然后,利用filter()不断产生筛选后的新的序列。
由于primes()也是一个无限序列,所以调用时需要设置一个退出循环的条件:

# 打印100以内的素数
>>> for n in primes():
	if n<100:
		print(n)
	else:
		break

	
2
3
5
7
11
13
17
19
23
29
31
37
41
43
47
53
59
61
67
71
73
79
83
89
97

四、sorted函数

Python内置的sorted()函数可以对list进行排序:

>>> sorted([23,5,2,-4,423,32,-1])
[-4, -1, 2, 5, 23, 32, 423]

Python内置的sorted()函数也是一个高阶函数,可以接收一个Key实现自定义的排序,比如按照绝对值大小进行排序

>>> sorted([23,5,2,-4,423,32,-1],key=abs)
[-1, 2, -4, 5, 23, 32, 423]

对于字符串排序是按照ASCII的大小进行比较的

>>> sorted(['bob', 'about', 'Zoo', 'Credit'])
['Credit', 'Zoo', 'about', 'bob']

如果要忽略大小写,只需传入key=str.lower()即可。

>>> sorted(['bob', 'about', 'Zoo', 'Credit'], key=str.lower)
['about', 'bob', 'Credit', 'Zoo']

要反向排序,只需要添加第三个参数reverse=True

>>> sorted(['bob', 'about', 'Zoo', 'Credit'], key=str.lower, reverse=True)
['Zoo', 'Credit', 'bob', 'about']