Python3 高阶函数

客官°小女子只卖身不卖艺 2022-06-16 07:48 269阅读 0赞

# **把函数作为参数** #

下面是一个简单的高阶函数：

def add(x, y, f):
        return f(x) + f(y)

如果传入abs作为参数f的值：

add(-5, 9, abs)

根据函数的定义，函数执行的代码实际上是：

abs(-5) + abs(9)

由于参数 x, y 和 f 都可以任意传入，如果 f 传入其他函数，就可以得到不同的返回值。

**题目**

利用add(x,y,f)函数，计算：√x + √y

**代码**

import math
    
    def add(x, y, f):
        return f(x) + f(y)
    
    print(add(25, 9, math.sqrt))

**结果**

8.0

# **Map函数** #

map()是 Python 内置的高阶函数，它接收一个函数 f 和一个 list，并通过把函数 f 依次作用在 list 的每个元素上，得到一个新的 list 并返回。

例如，对于list \[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9\]

如果希望把list的每个元素都作平方，就可以用map()函数：

![这里写图片描述][20170509235540422]

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*x
    print map(f, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])

输出结果：

[1, 4, 9, 10, 25, 36, 49, 64, 81]

注意：map()函数不改变原有的 list，而是返回一个新的 list。

利用map()函数，可以把一个 list 转换为另一个 list，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() 不仅仅可以处理只包含数值的 list，事实上它可以处理包含任意类型的 list，只要传入的函数f可以处理这种数据类型。

**题目**

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，请利用map()函数，把一个list（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list：
    
    输入：['adam', 'LISA', 'barT'] 输出：['Adam', 'Lisa', 'Bart']

**代码**

def format_name(s):
        return s.title()
    
    t = map(format_name, ['adam', 'LISA', 'barT'])
    
    print(list(t))

**结果**

['Adam', 'Lisa', 'Bart']

# **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list，但行为和 map()不同，reduce()传入的函数 f 必须接收两个参数，reduce()对list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f函数，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了，计算结束，返回结果25。

上述计算实际上是对 list 的所有元素求和。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。

**题目**

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

**代码**

from functools import reduce
    
    def prod(x, y):
        return x*y
    
    res = reduce(prod, [2, 4, 5, 7, 12])
    
    print(res)

**结果**

3360

# **返回函数** #

python的函数不但可以返回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:
        return 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   # 变量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。

**例题**

请编写一个函数calc_prod(lst)，它接收一个list，返回一个函数，返回函数可以计算参数的乘积。

**代码**

from functools import reduce
    
    def calc_prod(lst):
        def cal():
            return reduce(lambda x,y:x*y,lst)
        return cal
    
    f = calc_prod([1, 2, 3, 4])
    
    print (f())

**结果**

[20170509235540422]: /images/20220616/7d55737026684540827b1f485624e1ba.png