Python3 中作为一等对象的函数解析

发布时间:2019-12-12 10:40 来源:互联网 当前栏目:网站服务器

Python3 函数

函数是组织好的,可重复使用的,用来实现单一,或相关联功能的代码段。

函数能提高应用的模块性,和代码的重复利用率。你已经知道Python提供了许多内建函数,比如print()。但你也可以自己创建函数,这被叫做用户自定义函数。

在 Python 语言中,函数与整数、字符串、字典等基本数据类型一样,都是 一等对象 。所谓一等对象,即满足如下三个条件:

在运行时创建 能赋值给变量 能作为函数的参数或返回值

以下 IDLE 中的代码即在运行时创建了函数 factorial :

>>> def factorial(n):
...   '''calculates n!'''
...   return 1 if n < 2 else n * factorial(n-1)
...
>>> factorial(5)
120
>>> factorial.__doc__
'calculates n!'
>>> type(factorial)
<class 'function'>
>>> fact = factorial
>>> fact
<function factorial at 0x7f55bc771c10>
>>> fact(5)
120
>>> list(map(fact, range(10)))
[1, 1, 2, 6, 24, 120, 720, 5040, 40320, 362880]

从输出中可以看出, factorial 是 function 类的实例对象, __doc__ 是 factorial 对象众多属性中的一个。

可以把 factorial 函数赋值给变量 fact ,通过 fact 变量调用 factorial 函数。还可以把 factorial 作为参数传递给 map 函数。

这些行为表现了函数作为一等对象的特性。

一、高阶函数

接受函数作为参数,或者把函数作为返回值的函数即为 高阶函数 。

如内置用于排序的 sorted 函数,它的 key 参数用于传入一个函数,在需要排序的每个元素上执行特定的操作。如根据单词长度对多个字符串进行排序:

>>> fruits = ['strawberry', 'fig', 'apple', 'cherry', 'raspberry', 'banana']
>>> sorted(fruits, key=len)
['fig', 'apple', 'cherry', 'banana', 'raspberry', 'strawberry']

任何单参数的函数都可以作为 key 的值传给 sorted 函数,如把单词反向拼写作为排序条件:

>>> def reverse(word):
...   return word[::-1]
...
>>> reverse('test')
'tset'
>>> sorted(fruits, key=reverse)
['banana', 'apple', 'fig', 'raspberry', 'strawberry', 'cherry']

map、filter 与 reduce

函数式编程语言通常会提供 map 、 filter 和 reduce 三个高阶函数或者实现了类似功能的函数。Python3 中的列表推导和生成器即具有 map 和 filter 函数的功能。

参考如下示例:

>>> def fact(n):
...   return 1 if n < 2 else n * fact(n-1)
...
>>> list(map(fact, range(6)))
[1, 1, 2, 6, 24, 120]
>>> [fact(n) for n in range(6)]
[1, 1, 2, 6, 24, 120]
>>> list(map(fact, filter(lambda n: n % 2, range(6))))
[1, 6, 120]
>>> [fact(n) for n in range(6) if n % 2]
[1, 6, 120]

通过列表推导可以完成与 map 或 filter 函数类似的工作,且可读性更高,也避免了使用 lambda 表达式。

reduce 在 Python2 中是内置函数,但在 Python3 中被移到了 functools 模块中。 reduce 可以把某个操作连续地应用到某个序列上,累计所有的结果,把产生的一系列值规约成一个值。因此常用于求和计算,但内置的 sum 函数在可读性和性能方面更优。

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