@[toc]
函數(shù)式編程概述
- 函數(shù)式編程： 函數(shù)式=編程語言定義的函數(shù)+數(shù)學(xué)意義的函數(shù)
優(yōu)點：
- 便于進(jìn)行單元測試
- 便于調(diào)試
- 適合并行執(zhí)行
特性
- 不可變數(shù)據(jù)(不可變：不用變量保存狀態(tài)呜象，不修改變量)
非函數(shù)式：
a=1
def incr_test1():
global a
a+=1
return a
print(incr_test1())
運(yùn)行結(jié)果
2
函數(shù)式：
n=1
def incr_test2(n):
return n+1
print(incr_test2(2))
運(yùn)行結(jié)果
3
- 第一類對象(函數(shù)即"變量")---------看下面高階函數(shù)的條件
- 尾調(diào)用優(yōu)化(尾遞歸) 尾調(diào)用：在函數(shù)最后一步調(diào)用另外一個函數(shù)(最后一行不一定是函數(shù)的最后一步)
函數(shù)bar3在foo3內(nèi)為尾調(diào)用
def bar3(n):
return n
def foo3():
return bar3(3)
函數(shù)bar4和bar5在foo4內(nèi)均為尾調(diào)用膳凝，二者在if判斷條件不同的情況下都有可能作為函數(shù)的最后一步
def bar4(n):
return n
def bar5(n):
return n+1
def foo4(x):
if type(x) is str:
return bar4(x)
elif type(x) is int:
return bar5(x)
函數(shù)bar6在foo5內(nèi)為非尾調(diào)用
def bar6(n):
return n
def foo5(x):
y=bar6(x)
return y
函數(shù)bar7在foo6內(nèi)非尾調(diào)用
def bar7(n):
return n
def foo6(x):
return bar7(x)+1
高階函數(shù)
下面兩個條件滿足其中一個即可：
- 函數(shù)可以接收另一個函數(shù)作為參數(shù)
def add(x,y,f):
return f(x)+f(y)
print(add(-5,6,abs)) #f=abs abs()求絕對值
運(yùn)行結(jié)果
11
- 返回值可以是函數(shù)名
def bar1():
print('from bar1')
def foo1():
print('from foo')
return bar1
m=foo1() #n=bar1
m()
運(yùn)行結(jié)果
from foo
from bar1
def hanle():
print('from hanle')
return hanle
h=hanle()
h()
運(yùn)行結(jié)果
from hanle
from hanle
這個就不是高階函數(shù)
def foo(n):
print(n)
def bar(name):
print('i am name is %s'%name)
foo(bar('alex')) #bar函數(shù)沒有返回值，返回值不是函數(shù)名
運(yùn)行結(jié)果
i am name is alex
None
匿名函數(shù)
lambda 參數(shù)列表:函數(shù)返回值表達(dá)式語句
- 關(guān)鍵字lambda表示匿名函數(shù)
- 冒號前表示參數(shù)恭陡，冒號后表示返回值
def func(x):
return x+1
res=func(10)
print(res)
#相當(dāng)于
res=lambda x:x+1
print(res(10)) #記得帶參數(shù)
運(yùn)行結(jié)果
11
11
res=lambda x:x+'_ab'
print(res('alex'))
運(yùn)行結(jié)果
alex_ab
lambda表達(dá)式序列
- 可以將lambda表達(dá)式作為序列(如列表蹬音、元組或字典等)元素，從而實現(xiàn)挑戰(zhàn)表的功能休玩，也就是函數(shù)的列表
序列=[(lambda 表達(dá)式1),(lambda 表達(dá)式2), ...]
調(diào)用序列中l(wèi)ambda表達(dá)式的方法
序列[索引](lambda 表達(dá)式的參數(shù)列表)
定義一個lambda表達(dá)式序列著淆，第一個元素用于計算參數(shù)的平方，第二個元素用于計算參數(shù)的立方拴疤，第三個元素用于計算參數(shù)的四次方
arr=[(lambda x:x**2),(lambda x:x**3),(lambda x:x**4)]
print(arr[0](2),arr[1](2),arr[2](2))
運(yùn)行結(jié)果
4 8 16
將lambda表達(dá)式作為函數(shù)的返回值
def math(o):
if(o==1):
return lambda x,y:x+y
if(o==2):
return lambda x,y:x-y
if(o==3):
return lambda x,y:x*y
if(o==4):
return lambda x,y:x/y
action=math(1) #返回加法lambda表達(dá)式
print('10+2=',action(10,2))
action=math(2) #返回減法lambda表達(dá)式
print('10-2=',action(10,2))
action=math(3) #返回乘法lambda表達(dá)式
print('10*2=',action(10,2))
action=math(4) #返回除法lambda表達(dá)式
print('10/2=',action(10,2))
運(yùn)行結(jié)果
10+2= 12
10-2= 8
10*2= 20
10/2= 5.0
python函數(shù)式編程常用的函數(shù)(它們也是高階函數(shù))
map()函數(shù)
- map()函數(shù)用于指定序列中的所有元素作為參數(shù)調(diào)用指定函數(shù)永部，并將結(jié)果構(gòu)成一個新的序列返回
- map()函數(shù)接收兩個參數(shù)，一個是函數(shù)呐矾，一個是Iterable(可迭代對象)苔埋，map將傳入的函數(shù)依次作用到序列的每個元素，并把結(jié)果作為新的Iterator返回
- map()作為高階函數(shù)凫佛，事實上它把運(yùn)算規(guī)則抽象了
arr=map(lambda x:x**2,[2,4,6,8,10])
for n in arr:
print(n)
運(yùn)行結(jié)果
4
16
36
64
100
#enumerate() 函數(shù)用于將一個可遍歷的數(shù)據(jù)對象(如列表讲坎、元組或字符串)組合為一個索引序列，同時列出數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)下標(biāo)愧薛，一般用在 for 循環(huán)當(dāng)中
arr=map(lambda x:x**2,[2,4,6,8,10])
for i in enumerate(arr):
print(i)
arr=map(lambda x,y:x+y,[1,2,3,4],[5,6,7,8]) #兩個序列
for m in enumerate(arr):
print(m)
運(yùn)行結(jié)果
(0, 4)
(1, 16)
(2, 36)
(3, 64)
(4, 100)
(0, 6)
(1, 8)
(2, 10)
(3, 12)
print(map(str,[1,2,3,4,5,6]))
print(list(map(str,[1,2,3,4,5,6]))) #轉(zhuǎn)換成字符串
運(yùn)行結(jié)果
<map object at 0x037345D0> #內(nèi)存地址
['1', '2', '3', '4', '5', '6']
reduce()函數(shù)
- reduce把一個函數(shù)作用在一個序列上晨炕，這個函數(shù)必須接收兩個參數(shù)，reduce把結(jié)果繼續(xù)和序列的下一個元素做累積計算
==從python3.0后毫炉，reduce()函數(shù)不被集成在python內(nèi)置函數(shù)中瓮栗，需要使用下面的語句引用functools模塊，才能調(diào)用reduce()函數(shù)==
from functools import reduce
def func(x,y):
return x+y
sum=reduce(func,(2,4,6,8,10))
print(sum)
運(yùn)行結(jié)果
30
程序運(yùn)算過程
- (1)reduce()函數(shù)首先使用2和4參數(shù)調(diào)用func()函數(shù)瞄勾，得到結(jié)果6
- (2)使用結(jié)果6和序列第三個元素6為參數(shù)調(diào)用func()函數(shù)费奸，得到結(jié)果12
- (3)使用結(jié)果12和序列第四個元素8為參數(shù)調(diào)用func()函數(shù)，得到結(jié)果20
- (4)使用結(jié)果20和序列的第五個元素10為參數(shù)調(diào)用func()函數(shù)进陡，得到結(jié)果30
如果要把序列[1, 3, 5, 7, 9]變換成整數(shù)13579愿阐，reduce就可以派上用場
from functools import reduce
def func1(x,y):
return x*10+y
a=reduce(func1,[1,3,5,7,9])
print(a)
運(yùn)行結(jié)果
13579
filter()函數(shù)
和map()類似，filter()也接收一個函數(shù)和一個序列趾疚。和map()不同的是缨历，filter()把傳入的函數(shù)依次作用于每個元素，然后根據(jù)返回值是True還是False決定保留還是丟棄該元素糙麦。
在一個list中辛孵，刪掉偶數(shù)，只保留奇數(shù)
def is_odd(n):
return n%2==1
print(list(filter(is_odd,[1,2,3,4,5,6,9,10,15])))
運(yùn)行結(jié)果
[1, 3, 5, 9, 15]
把一個序列中的空字符串刪掉
def not_empty(s):
return s and s.strip()
print(list(filter(not_empty,['a',' ','b',None,'c',' '])))
運(yùn)行結(jié)果
['a', 'b', 'c']
people=[{'name':'alex','age':100000},
{'name':'xiaoli','age':10000000},
{'name':'xiaoguo','age':9000},
{'name':'xiaowang','age':18}
]
print(list(filter(lambda p:p['age']<=18,people)))
運(yùn)行結(jié)果
[{'name': 'xiaowang', 'age': 18}]
- 可見用filter()這個高階函數(shù)赡磅，關(guān)鍵在于正確實現(xiàn)一個“篩選”函數(shù)
- 注意到filter()函數(shù)返回的是一個Iterator魄缚，也就是一個惰性序列，所以要強(qiáng)迫filter()完成計算結(jié)果焚廊，需要用list()函數(shù)獲得所有結(jié)果并返回list
map() filter() reduce() 區(qū)別
- map() 處理序列中的每個元素冶匹，得到的結(jié)果是一個'列表'习劫，該'列表'元素個數(shù)及位置與原來一樣
- filter()遍歷序列中的每一個元素，判斷每個元素得到的布爾值徙硅，如果是True則留下來
- reduce() 處理一個序列榜聂，把序列進(jìn)行合并操作
sorted()函數(shù)
排序函數(shù)，排序的核心是比較兩個元素的大小嗓蘑，如果是數(shù)字我們可以直接比較须肆，但如果是字符串或者是字典，直接比較數(shù)學(xué)上的大小是沒有意義的桩皿，因此豌汇，比較過程必須通過函數(shù)抽象出來
print(sorted([36,5,-12,9,-21]))
#sorted()函數(shù)也是一個高階函數(shù)，它還可以接收一個key函數(shù)來實現(xiàn)自定義的排序泄隔，例如按絕對值大小排序
print(sorted([36,5,-12,9,-21],key=abs))
print(sorted(['bob','about','Zoo','Credit']))
#默認(rèn)情況下拒贱，對字符串排序，是按照ASCII的大小比較的佛嬉，由于'Z' < 'a'逻澳，結(jié)果，大寫字母Z會排在小寫字母a的前面暖呕。
#現(xiàn)在斜做，我們提出排序應(yīng)該忽略大小寫，按照字母序排序湾揽。要實現(xiàn)這個算法瓤逼，不必對現(xiàn)有代碼大加改動，只要我們能用一個key函數(shù)把字符串映射為忽略大小寫排序即可库物。忽略大小寫來比較兩個字符串霸旗，實際上就是先把字符串都變成大寫（或者都變成小寫），再比較
print(sorted(['bob','about','Zoo','Credit'],key=str.lower))
#反向排序
print(sorted(['bob','about','Zoo','Credit'],key=str.lower,reverse=True))
運(yùn)行結(jié)果
[-21, -12, 5, 9, 36]
[5, 9, -12, -21, 36]
['Credit', 'Zoo', 'about', 'bob']
['about', 'bob', 'Credit', 'Zoo']
['Zoo', 'Credit', 'bob', 'about']
L=[('Bob',75),('Adam',92),('Bart',66),('Lisa',88)]
def by_name(t):
return t[0]
def by_score(t):
return t[1]
L2=sorted(L,key=by_name)
print('根據(jù)名字排序：',L2)
L2=sorted(L,key=by_score,reverse=True)
print('根據(jù)成績排序：',L2)
運(yùn)行結(jié)果
根據(jù)名字排序： [('Adam', 92), ('Bart', 66), ('Bob', 75), ('Lisa', 88)]
根據(jù)成績排序： [('Adam', 92), ('Lisa', 88), ('Bob', 75), ('Bart', 66)]
zip()函數(shù)
zip()函數(shù)以一系列列表作為參數(shù)戚揭，將列表中對應(yīng)的元素打包成一個個元組诱告，然后返回由這些元組組成的列表
a=[1,2,3]
b=[4,5,6]
zipped=zip(a,b)
for i in zipped:
print(i)
運(yùn)行結(jié)果
(1, 4)
(2, 5)
(3, 6)
如果傳入的參數(shù)長度不等，則返回列表的長度和參數(shù)中長度最短的列表相同
a=[1,2,3]
b=[4,5,6,7]
zipped=zip(a,b)
for n in zipped:
print(n)
運(yùn)行結(jié)果
(1, 4)
(2, 5)
(3, 6)
將打包結(jié)果前面加上操作符民晒，并以此為參數(shù)調(diào)用zip()函數(shù)精居，可以將打包結(jié)果解壓*
a=[1,2,3]
b=[4,5,6]
zipped=zip(a,b)
unzipped=zip(*zipped)
for m in unzipped:
print(m)
運(yùn)行結(jié)果
(1, 2, 3)
(4, 5, 6)
普通函數(shù)方式與函數(shù)式編程的對比
通過學(xué)習(xí)以上的函數(shù)可以更好的看出它們的區(qū)別
以普通編程方式計算列表元素中的正數(shù)之和
list=[2,-6,11,-7,8,15,-14,-1,10,-13,18]
sum=0
for i in range(len(list)):
if list[i]>0:
sum+=list[i]
print(sum)
運(yùn)行結(jié)果
64
以函數(shù)式編程方式實現(xiàn)
from functools import reduce
list=[2,-6,11,-7,8,15,-14,-1,10,-13,18]
s=filter(lambda x:x>0,list)
sum=reduce(lambda x,y:x+y,s)
print(sum)
運(yùn)行結(jié)果
64
相比而言，函數(shù)式編程具有如下幾個特點
- 代碼更簡單
- 數(shù)據(jù)镀虐、操作箱蟆、返回值都在一起
- 沒有循環(huán)體沟绪，幾乎沒有臨時變量
- 代碼用來描述要做什么刮便，而不是怎么去做
