2.3.1Python-高阶函数

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高阶函数

在Python中变量可以指向函数,举一个例子:

>>>abs(-10)

10

那么,如果直接输出函数呢

>>>abs()


abs(-10)只是函数的调用,而abs()才是函数自身。

如果这样的话,函数是不是也可以 把本身赋给变量,既:变量指向函数。

例子:

>>>f=abs

>>>f(-10)

10

>>>f


代表变量可以指向函数。

综上所述,可以知道高阶函数的定义是:

既然变量可以指向函数,函数的参数能接收变量,那么一个函数就可以接收另一个函数作为参数,这种函数就称之为高阶函数。

现在我们来定义一个简单的高阶函数:

def add(x,y,f):

    return f(x)+f(y)

print(add(-5,6,abs))

11

推导过程为:

x ==>  -5

y ==>  6

f ==>  abs

f(x) + f(y) ==> abs(-5) + abs(6) ==>11

编写高阶函数,就是让函数的参数能够接收别的函数。

map/reduce

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。

举例说明,比如我们有一个函数f(x)=x2,要把这个函数作用在一个list[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]上,就可以用map()实现如下:

                                  f(x) = x * x

                                        │

                                        │

┌─────┬─────┬────┬────┼────┬────┬────┬────┐

│        │        │        │        │        │        │        │        │


1        2      3        4        5        6        7        8        9

│        │        │        │        │        │        │        │        │

│        │        │        │        │        │        │        │        │


1        4        9      16      25      36      49      64      81

如果用Python代码来表示就是:

def f(x):

    return x * x

r =map(f,[1,2,3,4,5,6,7,8,9])

print(list(r))

[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

如果不用map()函数的话:

def f(x):

    return x * x

L = []

for n in[1,2,3,4,5,6,7,8,9]:

    L.append(f(n))

print(L)

[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

从这两段代码可以看出来,不适用map()函数的话,新建了一个列表L,那么此时的列表L已经不是原来的列表了,所以map()作为高阶函数实际上是把规则抽象化了,变成了f(x)=x2,他不止可以用来计算简单了平方,还可以计算其他复杂的函数。

比如,把列表里的数字转换为字符串:

print(list(map(str,[1,2,3,4,5,6,7,8,9])))

['1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']

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,其效果就是:

reduce(f, [x1, x2, x3, x4]) = f(f(f(x1, x2), x3), x4)

比方说对一个序列求和,就可以用reduce实现:

from functools import reduce

def add(x,y):

    return x + y

print(reduce(add,[1,3,5,7,9]))

25

当然如果只是进行简单的相加,只需要使用sum()函数,如果把[1,3,5,7,9]输出为13579,那么使用reduce()才算派上用场。

from functools import reduce

def fn(x,y):

    return x*10+y

print(reduce(fn,[1,3,5,7,9]))

13579

熟悉了map和runduce,那么就用他们联合起来写一个int函数:

from functools import reduce

DIGITS = {'0':0,'1':1,'2':2,'3':3,'4':4,'5':5,'6':6,'7':7,'8':8,'9':9}

def str2int(s):

    def fn(x,y):

        return x *10+ y

    def char2num(s):

        return DIGITS[s]

    return reduce(fn,map(char2num,s))


print(str2int("12345"))

12345


filter()

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。

举一个简单的例子:把列表内偶数删掉

def is_odd(n):

    return n %2==1

print(list(filter(is_odd,[1,2,4,5,6,9,10,15])))

[1, 5, 9, 15]

再举一个例子:把空字符串去掉

def not_empty(s):

    return sands.strip()

print(list(filter(not_empty,['A','','B', None,'C',' '])))

["A","B","C"]

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:

3,4, 5,6, 7,8, 9,10, 11,12, 13,14, 15,16, 17,18, 19,20, ...

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:

5,6, 7,8,9,10, 11,12, 13,14,15,16, 17,18, 19,20, ...

取新序列的第一个数5,然后用5把序列的5的倍数筛掉:

7,8,9,10, 11,12, 13,14,15,16, 17,18, 19,20, ...

不断筛下去,就可以得到所有的素数。

def _odd_iter():

        n =1

        while True:

                n = n +2

        yield n  # 一个生成器,生成1,3,,5,7……序列


def _not_divisible(n):

        return lambdax: x % n >0  # 用于判断是否为素数


def primes():

        yield 2

        it = _odd_iter()# 初始序列

        while True:

                n =next(it)# 返回序列的第一个数

                yield n

            it =filter(_not_divisible(n),it)# 构造新序列

# 打印1000以内的素数:

for n in primes():

        if n <1000:

                print(n)

        else:

                break



sorted

Python内置的sorted()函数就可以对list进行排序,此外,sorted()函数也是一个高阶函数,它还可以接收一个key函数来实现自定义的排序,例如按绝对值大小排序:

print(sorted([36,5,-12,9,-21]))

print(sorted([36,5,-12,9,-21],key=abs))

[-21, -12, 5, 9, 36]

[5, 9, -12, -21, 36]

字符串排序使用ASCII码进行排序,除此之外还有revers进行反向排序:

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

print(sorted(['bob','about','Zoo','Credit'],reverse=True))

['Credit', 'Zoo', 'about', 'bob']

['bob', 'about', 'Zoo', 'Credit']

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