Python 函数式编程 1 高阶函数

高阶函数

Q：什么是高阶函数？
A：一个函数接收另一个函数作为参数，这种函数就称之为高阶函数。
简单举个例子：

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

使用这个函数：

>>> add(-5, 6, abs)
11

它是这样执行的：

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

map/reduce

map

map()是一个高阶函数。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。

def f(x):
    return x * x
r = map(f, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])

print(r)
print(list(r))

运行：

<map object at 0x000000821D2A11D0>
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

由于结果r是一个Iterator，Iterator是惰性序列，因此通过list()函数让它把整个序列都计算出来并返回一个list。

再比如，把这个list所有数字转为字符串：

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

reduce

reduce把一个函数作用在一个序列[x1, x2, x3, ...]上，这个被传入的 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。效果就是：reduce(f, [x1, x2, x3, x4]) = f(f(f(x1, x2), x3), x4)。

举个例子：一个序列求和

>>> from functools import reduce
>>> def add(x, y):
...     return x + y
...
>>> reduce(add, [1, 3, 5, 7, 9])
25

当然求和运算可以直接用Python内建函数sum()，没必要动用reduce。

>>> sum([1, 3, 5, 7, 9])
25

再举个例子：把序列[1, 3, 5, 7, 9]变换成整数13579

>>> from functools import reduce
>>> def fn(x, y):
...     return x * 10 + y
...
>>> reduce(fn, [1, 3, 5, 7, 9])
13579

再举个例子：把str转换为int

>>> from functools import reduce
>>> def fn(x, y):
...     return x * 10 + y
...
>>> def char2num(s):
...     return {'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}[s]
...
>>> reduce(fn, map(char2num, '13579'))
13579

整理代码：

from functools import reduce

def str2int(s):
    def fn(x, y):
        return x * 10 + y
    def char2num(s):
        return {'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}[s]
    return reduce(fn, map(char2num, s))

总结：
假设Python没有提供int()函数，你完全可以自己写一个把字符串转化为整数的函数，而且只需要几行代码！

filter

filter()函数用于过滤序列。filter()也接收一个函数和一个序列。filter()函数把传入的函数依次作用于每个元素，根据返回值是True还是False决定保留还是丢弃该元素。

举例：

一个list中，删掉偶数，只保留奇数：

def is_odd(n):
    return n % 2 == 1

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

一个序列中的空字符串删掉：

def not_empty(s):
    return s and s.strip()

list(filter(not_empty, ['A', '', 'B', None, 'C', '  ']))
# 结果: ['A', 'B', 'C']

strip()函数用法：
当没有形参传入strip()函数时，默认删除空白符（包括'\n', '\r', '\t‘, ' '）
strip()函数的具体用法请到这里学习：http://www.cnblogs.com/kaituorensheng/archive/2013/05/23/3096028.html

filter()函数返回的是一个Iterator，所以 要强迫filter()完成所有计算，就使用list()函数获取所有结构，返回一个list.

sorted

sorted()函数是：排序算法。

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

sorted()函数也是一个高阶函数。接收一个key函数来实现自定义的排序。比如：

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

再看一个字符串排序的例子：

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

默认的排序规则是：按照ASCII的大小比较的，由于'Z' < 'a'，所以，大写字母Z会排在小写字母a的前面。

给sorted传入key函数，忽略大小写的排序：

>>> sorted(['bob', 'about', 'Zoo', 'Credit'], key=str.lower)
['about', 'bob', 'Credit', 'Zoo']

实现反向排序，传入第三个参数reverse=True：

>>> sorted(['bob', 'about', 'Zoo', 'Credit'], key=str.lower, reverse=True)
['Zoo', 'Credit', 'bob', 'about']

参考网站：
http://www.liaoxuefeng.com/wiki/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000/0014318230588782cac105d0d8a40c6b450a232748dc854000