Python基础之函数式编程

简述

“函数式编程"是一种"编程范式”（programming paradigm），也就是如何编写程序的方法论。
它属于"结构化编程"的一种，主张放弃复杂的过程，以若干单元逐层推到运算过程，通过将输入数据与输入结果构建数学映射关系的方式来解决问题
核心理念：输入数据与输出结果之间的数学映射关系
主要特性：

• 函数是"第一等公民"
  • 函数与其他数据类型一样，处于平等地位，可以赋值给其他变量，也可以作为参数，传入另一个函数，或者作为别的函数的返回值。
• 只用"表达式"，不用"语句"
  • “表达式”（expression）是一个单纯的运算过程，总是有返回值；“语句”（statement）是执行某种操作，没有返回值。
  • 函数式编程的开发理念便是只处理计算，不考虑系统的读写
  • "语句"属于对系统的读写操作，所以就被排斥在外。
    当然，实际应用中，不做I/O是不可能的。因此，编程过程中，函数式编程只要求把I/O限制到最小，不要有不必要的读写行为，保持计算过程的单纯性。
• 没有"副作用"
  • 不产生运算以外的其他结果，I/O操作或修改变量等
• 数据不可变
  • 函数式编程只是返回新的值，不修改原有变量
• 引用透明
  • 不依赖外部状态

优势： a. 易调试 b. 简洁 c.易被缓存 d. 有利于创建并发
劣势： a. 抽象，难学 b. 创建多余变量，占用内存高

方法应用

纯函数

a. 无副作用（不会改变作用域外的变量）
b. 相同的输入产生相同的输入（其内部不存在随机或可变的变量，且不能依赖函数外的变量）

案例一

# 非纯函数		
value_dic = {'a': 1}; 
def  func(input_dic): 
       b = 1
       input_dic['a'] = input_dic['a'] * b + 2
       return input_dic['a']
# 在计算输出值的同时，修改了输入值

# 纯函数
value_dic = {'a': 1}; 
def  func(input_dic): 
       b = 1
       a = input_dic['a'] * b + 2
       return a
# value_dic未发生改变，相同的输入产生相同的输入

案例二

# 非纯函数		
value_dic = {'a': 1}; 
b = 1
def  func(input_dic): 
       a = input_dic['a'] * b + 2
       return a
#  函数的返回值依赖外部变量b，当外部变量发生变化时，返回值也会发生变化

# 纯函数
 value_dic = {'a': 1}; 
def  func(input_dic， input_b): 
       b = 1
       a = input_dic['a'] * input_b + 2
       return a
# 将外部变量作为明确的输入值，防止出现不确定结果

高阶函数

• 可以接收函数作为参数或者返回一个函数作为结果的函数
• python自带的高阶函数
  1. lambda
  2. map
  3. filter
  4. sorted
  5. min
  6. max

装饰器模式

• 面向切面编程思想
• Python中的装饰器
• 自定义装饰器

python中可用于函数式编程的特性

• 元组： 满足值不可更改

• 生成器

  • 生成器推导式

  • 生成器函数

• 一类函数

  • 被视作数据类型的纯函数

  • lambda表达式

• 高阶函数

• 内建函数any、all

• 递归函数替换迭代