python新手笔记之python高级函数编程

python是一种非常强强大的脚本语言，不仅在于编程简洁，而且借鉴了很多其他语言的精妙之处，开始学python的时候听说python是对于编程初学者而言最好的语言，我现在觉得这句话一点也不意外，python确实做到了精简与强大并存，话不多说，整理一下python的超级强大的高级函数

 

1，reduce——递归编程的利器

 问题入门：我们现在需要计算一下N的阶乘，能够想到的方法自然是递归，当然为了介绍reduce，我们肯定是不使用我们熟悉的递归，让我们来看一下reduce的定义：

 

reduce(function, sequence[, initial])

 

其中，function是传入的函数，其中注意参数只能是两个，sequence是一个序列，后面的initial参数是可选参数，表示最开始操作的数，如果不输入的话，表示开始的第一个参数是序列的第一个数

 

下面通过代码计算一下N的阶乘

def mul(x,y):
    return x*y
l=range(20)
print reduce(mul,l)

 只需四行代码，就能计算阶乘了，至于实现的原理，其实也不复杂，我们只需看一下官网的关于reduce的解释即可：

def reduce(function, iterable, initializer=None):
    it = iter(iterable)
    if initializer is None:
        try:
            initializer = next(it)
        except StopIteration:
            raise TypeError('reduce() of empty sequence with no initial value')
    accum_value = initializer
    for x in it:
        accum_value = function(accum_value, x)
    return accum_value

 看了官方文档的代码是不是豁然开朗，其实也很简单，说到底还是我们最原始的操作，但是不可否认，python对于常见函数的封装极大地降低了编程初学者的难度，也提高了编程的兴趣

 

2，lambda表达式——简化函数的利器

 

lambda表达式说穿了也就是一个简化的函数，主要用在一些比较简短的函数代替，如果函数比较复杂还是尽量使用def 定义一个函数，下面我们看一下Lambda的用法：

f=lambda x,y: x+y
print f(2,3)

 是不是很简单

 

3，函数的回调callback——比C++中的回调好用多了

大家应该知道，在VC++开发中，函数的回调非常麻烦，各种函数的指针搞来搞去，头都晕了，在python中不要太简单

以一个代码做简单介绍

def send_weixin(addr,message):
    print u"发微信("+message+u")给"+addr
def send_email(addr,message):
    print u"发邮件("+message+u")给"+addr
def send_qq(addr,message):
    print u"发QQ("+message+u")给"+addr
def send_duanxin(addr,message):
    print u"发短信("+message+u")给"+addr

send_method={
	'QQ':send_qq,
	'WeiXin':send_weixin,
	'DuanXin':send_duanxin,
	'Email':send_email
}

clients={("QQ","73465937","cehngxiansheng"),
         ("WeiXin","ffaazf","xufuren"),
         ("DuanXin","12345678","wangxiao"),
         ("Email","[email protected]","jack")}

def send_messages():

    for info in clients:
        send_method[info[0]](info[1],info[2])

if __name__ =="__main__":
    send_messages()

 上面代码主要是将消息发送给不同联系方式的人，根据不同人物的联系方式选择不同的发送函数，我们可以看到其回调函数 send_method[info[0]](info[1],info[2]) 简单的就像是字符串拼接，一个词评价“给力”！

 

 4，函数的闭包——python高手编程法宝

 

python的函数闭包closure有点像是Java的内部类，这是python的高手编程经常使用的方法，在一些地方用到这种方法会起到意想不到的效果

通过一个例子感受一下

def getMax(x):
    def getMax_f(value):
        return True if value>x else False
    return getMax_f
maxFun=getMax(5)
if(maxFun(7)):
    print "True"

 上面代码定义了一个比较函数，maxFun()如果一个大于5则打印“True”,反之“False”，其实我们可以这样理解python的闭包，也就是执行一遍自身再返回自身，上面的例子中，先运行一遍getMax()并且使用参数5初始化getMax_f,然后再返回getMax_f

 

5，Decorator装饰者模式，经典设计模——python中的“AOP”

在SPring中有个叫“AOP”编程的东西，大家应该不会陌生，面向切面编程的饿实质其实是动态代理的实现，只不过Spring实现的更加好，虽然装饰者模式和动态代理实现起来还是有区别，但是两者的整体实现思想其实差不多，在python中也会有这种实现方式，只不过是以一种更加简单的方式实现出来，不得不感叹Python设计者的牛逼之处

装饰者模式的概念很多讲设计模式的书上已经说了，这里就不再累述，着重看一下python的实现Decorator

 来看一下最简单的Decorator

 

 

def decorator(f):
    print "decorator "+f.__name__+"is called"
    return f

def fun1():
    print "fun1 is called"
decorator(fun1)()

 看一下打印结果

 

 

decorator fun1is called
fun1 is called

 当然还有另一种通过注释方式写法：

def decorator(f):
    print "decorator "+f.__name__+"is called"
    return f

@decorator
def fun1():
    print "fun1 is called"
fun1()

 两种执行的结果都一样

代码很容易看懂，其实这很类似函数的闭包，只不过返回的是自身的函数，这里需要说明的是如果使用@注释来调用的话，@这段代码会在程序加载的时候就执行，如下代码

def decorator(f):
    print "decorator "+f.__name__+"is called"
    return f

@decorator
def fun1():
    print "fun1 is called"
##fun1()

 这段代码打印的结果如下

decorator fun1is called

 也就是说即使没有调用fun仍然会执行decorator里面的函数

举一个日常常用的使用装饰者的例子，通常在统计性能的时候我们会检测一下函数执行的时间，如果在每个函数中都加一段代码的话肯定会非常麻烦，这也不适合软件设计的基本思想，这样的话我们可以把计算时间的函数写在装饰器里面，如下

 

import time

def time_cost(f):
    start=time.clock();
    a=f()
    end=time.clock()
    print "time cost is",end-start
    return a

@time_cost
def for_loop():
    return [(x,y) for x in range(10) for y in range(10) if x*y>25 ]

li = for_loop
print len(li)

 这样就可以进行 时间计算了，注意这里面并没有将返回值设置为f而是设置为一个list，因此，装饰后的函数就不具备函数特性了，只是一个list

 

到这时候，装饰器还存在几个问题，第一个就是使用@注解的时候程序会在加载的时候就执行，但往往我们并不需要它执行，第二个问题是装饰器中并不能为传入的函数传递参数，要解决这几个问题，还得回到python中函数闭包函数，如下的代码中，我们使用闭包函可以解决如上的问题，代码如下：

import time

def time_cost(f):

    def time_cost_f(length):
        start=time.clock()
        a=f(length)
        end=time.clock()
        print "time cost is",end-start
        return a
    return time_cost_f

@time_cost
def for_loop(length):
    return [(x,y) for x in range(length) for y in range(length) if x*y>25 ]

for_loop(1000)

 这样就解决了@注释会提前执行的不足，当然也可以进行多参数传递，只需要修改那个函数中的参数即可

到这里，已经解决了装饰器的绝大部分功能，但是我们还有一个疑问，就是能不能给装饰器传一个参数，比如我们需要获取一个函数执行1000次的最少时间和平均时间，这就需要用到三层嵌套，代码如下

 

 

import time
def time_cost(times):
    def time_cost_f(f):
        def time_cost_f_f(length):
            count_mini_time=1000000.0
            avg_time=0
            sum_time=0
            for i in range(times):
                start=time.clock()
                a=f(length)
                end=time.clock()
                sum_time+=(end-start)
                if (end-start)<count_mini_time:
                    count_mini_time=end-start
            avg_time=float(sum_time)/times
            print "mini_time= " +str(count_mini_time)+"  avg_time=  "+str(avg_time)
            return a
        return time_cost_f_f
    return time_cost_f

@time_cost(100)
def for_loop(length):
    return [(x,y) for x in range(length) for y in range(length) if x*y>25 ]
print len(for_loop(100))

 如上可以看出，其实三层嵌套也不过是在嵌套器外面加一个参数，并使用一个闭包，代码很好看，我们看一下结果：

 

mini_time= 0.00128539609795  avg_time=  0.00154667338015
9714

 

6，迭代器iterator，本来今天准备说一下send函数和next函数，但是今晚朋友生日喝了点酒，就不写了，迭代器可以参照之前的篇章，也是一个比较有用的方法