Python学习--08函数式编程

港控/mmm° 2021-12-18 15:13 254阅读 0赞

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。

## 高阶函数 ##

Python支持**高阶函数(Higher-order function)**。

什么是高阶函数呢？把函数作为参数传入，这样的函数称为高阶函数。

高阶函数的特点：  
1、变量可以指向函数

>>> abs(10)
    10
    >>> abs
    <built-in function abs>
    >>> x = abs
    >>> x
    <built-in function abs>

这个例子告诉我们：`abs`是函数，`abs(10)`是函数调用；可以将函数赋给一个变量，这个变量也指向了函数。

2、函数名也是变量

>>> abs = 10
    >>> abs
    10

例子中，当我们把一个函数名重新赋值后，该函数名不再指向函数，而是指向整数`10`，说明函数名本身也是变量，是指向函数的变量。

3、函数参数可以传入函数

def test(x,y,f):
        return f(x) + f(y)
    
    print(test(1, -2, abs))

输出：

### map函数 ###

map(function f, Iterable iterable)
    # 返回: Iterable

`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到序列的每个元素，并把结果作为新的Iterator返回。

示例：

def f(x):
        return x*x
    
    iterator = map(f, [1,2,3,4])
    print(list(iterator))

输出：

[1, 4, 9, 16]

map返回的结果是个迭代器(Iterator)。我们可以使用for循环获取结果或者直接使用`list()`函数将结果转变为list：

iterator = map(f, [1,2,3,4])
    for x in iterator:
        print(x)

输出：

1
    4
    9
    16

### reduce函数 ###

reduce(function f, Iterable iterable)

`reduce()`函数同样接收两个参数，一个是函数，一个是Iterable，reduce把结果继续和序列的下一个元素做累积计算，返回的是累计结果，非迭代器。注意的是`reduce()`传入的函数 `函数f` 必须接收两个参数。

import functools
    
    def f(x,y):
        return x*10+y
    
    iterator = functools.reduce(f, [1,2,3,4])
    print(iterator)

输出：

1234

reduce在Python3.3+已经移到functools里了，需要先导入functools。

字符串转整数示例：

from functools import reduce
    
    def str2int(s):
        def fn(x, y):
            return x * 10 + y
        def char2num(s):
            return {'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}[s]
        return reduce(fn, map(char2num, s))

调用：

>>> str2int('135')
    135

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：

def f(x, y):
        return x + y
    reduce(f, [1, 3, 5, 7, 9], 100)

结果将变为125。

### filter函数 ###

filter(function f, Iterable iterable)
    # 返回: Iterable

和`map()`类似，`filter()`也接收一个函数和一个序列。和`map()`不同的是，`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。True保留，False丢弃。

def f(x):
        if x % 2 == 0:
            return True
    r = filter(f, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
    print(list(r))

输出：

[2, 4, 6, 8]

### sorted函数 ###

sorted(Iterable iterable， key=None)

Python内置的`sorted()`函数就可以对list进行排序，按从小到大。

它还可以接收一个key函数来实现自定义的排序，key指定的函数将作用于list的每一个元素上，并根据key函数返回的结果进行排序。

l = [10,5,2,7]
    s = sorted(l)
    print(s)

输出：

[2, 5, 7, 10]

def opposite(x):
        return -x
    l = [10,5,2,7]
    s = sorted(l, key=opposite)
    print(s)

输出：

[10, 7, 5, 2]

## 装饰器 ##

装饰器（Decorator）是一种在代码运行期间动态增加功能的方式。例如，我们有个写日志的函数`log()`，我们希望在不修改该函数的情况取增强该函数的功能，比如日志前打印一行时间和该函数名：

import time
    
    def writelog(func):
        def wrapper(*args, **kw):
            print('['+ time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S') + '] :' + func.__name__)
            return func(*args, **kw)
        return wrapper
    
    @writelog
    def log(msg):
        print(msg)
    
    log('This is a test msg.')

输出：

[2017-01-11 21:10:53] :log
    This is a test msg.

这个例子里我们编写了装饰器`writelog()`用来增加函数`log()`的功能，只需要在函数`log()`前加`@writelog`即可。其中`func.__name__`代表函数的函数名。内部函数`wrapper()`名字非固定的，可以自定义名称。

wrapper()函数的参数定义是`(*args, **kw)`，因此，`wrapper()`函数可以接受任意参数的调用。

## 偏函数 ##

大家不要被这个名字给吓到，其实很简单的一个东西：用于固定函数的行为。例如，函数`int(x, base=10)`默认只需要传第一个参数，因为第二个参数默认是10，代表10进制。

如果我们想默认使用2进制呢，一般是这样：

def int2(x):
        return int(x, 2)

而偏函数就是专门干这事情的。使用偏函数表示上面自定义方法就是：

import functools
    int2 = functools.partial(int, base=2)
    
    print(int2('10'))
    print(int('10'))

输出：

2
    10