流畅的python--第七章

把函数视为对象

在python中，函数是一等对象。编程语言研究人员把“一等对象”定义为满足以下条件的程序实体：

• 在运行时创建；
• 能赋值给变量或数据结构中的元素；
• 能作为参数传给函数；
• 能作为函数的返回结果。
  示例7-1 创建并测试一个函数，读取函数的__doc__属性，再检查函数的类型
  

🚩 __doc__属性用于生成对象的帮助文本.

示例7-2 通过其他名称使用factorial函数，再把factorial函数作为参数传递

🚩 示例7-2展示了函数对象的“一等”本性。可以把factorial函数赋值给变量fact，然后通过变量名调用。还可以把factorial函数作为参数传给map函数。map(function, iterable)调用会返回一个可迭代对象，所含的项是把第一个参数（一个函数）应用到第二个参数（一个可迭代对象，这里是range(11)）中各个元素上得到的结果。

高阶函数

接受函数为参数或者把函数作为结果返回的函数是高阶函数(higher-oder function)。示例7-2中的map函数就是一例。此外，内置函数sorted也是:通过可选的key参数提供一个函数，应用到每一项上进行排序。

示例7-3 根据单词长度排序一个列表

🚩 任何单函数都可以作为key参数的值。例如，为了创建押韵字典，可以把各个单词反过来拼写，然后排序。

示例7-4 根据反向拼写排序一个单词列表

🚩 在函数式编程范式中，最为人熟知的高阶函数有map、filter、reduce和apply（python3已经废弃），可以编写fn(*args, **kwargs).

map、filter和reduce的现代替代品。函数式语言通常会提供map、filter和reduce这3个高阶函数，在python3中，map和filter还是内置函数，但是由于引入了列表推导式和生成器表达式，因此二者就变得没那么重要了。列表推导式或生成器表达式兼具map和filter这两个函数的功能，而且代码可读性更高。
示例7-5 计算阶乘列表：map和filter与列表推导式对比

示例7-6 使用reduce和sum计算0——99的整数之和

🚩 sum和reduce的整体运作方式是一样的，即把某个操作连续应用到序列中的项上，累计前一个结果，把一系列值规约成一个值

内置的规约函数还有all和any。

• all(iterable) iterable中没有表示假值的元素时返回True。all([])返回True
• any(iterable) 只要iterable中有元素是真值就返回True。any([])返回False
  

匿名函数

lambda关键字使用python表达式创建匿名函数。然而，受python简单的句法限制，lambda函数的主体只能是纯粹的表达式，不能有while、try等其他语句。赋值语句=也不能出现在lambda函数的主体中，但是可以有海象运算符：=，但是这种语句太过复杂，可读性差，因此建议重构。
示例7-7使用lambda表达式反转拼写，然后依次给单词列表排序。

9种可调用对象

除了函数，调用运算符（（））还可以应用到其他对象上，如果想判断对象能否调用，可以使用内置的callable()函数。

• 用户定义的函数
  使用def语句或lambda表达式创建的函数
• 内置函数
  使用C语言（Cpython）实现的函数，例如len或time.strftime
• 内置方法
  使用C语言实现的方法，例如 dict.get。
• 方法
  在类主体中定义的函数
• 类
  调用类时运行类的 __new__ 方法创建一个实例，然后运行
  __init__ 方法，初始化实例，最后再把实例返回给调用方。Python 中
  没有 new 运算符，调用类就相当于调用函数
• 类的实例
  如果类定义了 __call__ 方法，那么它的实例可以作为函数调用。
• 生成器函数
  主体中有 yield 关键字的函数或方法。调用生成器函数返回一个
  生成器对象
• 原生协程函数
  使用 async def 定义的函数或方法。调用原生协程函数返回一个
  协程对象。
• 异步生成器函数
  使用 async def定义，而且主体中有 yield 关键字的函数或方
  法。调用异步生成器函数返回一个异步生成器，供 async for 使用。
  

用户定义的可调用类型

不仅 Python 函数是真正的对象，而且任何 Python 对象都可以表现得像
函数。为此，只需实现实例方法 __call__。
示例7-8 bingocall.py:调用BingoCage实例，从打乱顺序的列表中取出一个元素

🚩 bingo实例可以作为函数调用，而且内置函数callable()判定它是可调用对象。

从位置参数到仅限关键字参数

Python 函数最好的功能之一是提供了极为灵活的参数处理机制。与之密
切相关的是，调用函数时可以使用 * 和 ** 拆包可迭代对象，映射各个
参数。
示例7-9 tag函数用于生成HTML标签。可以使用名为class_的仅限关键字参数传入“class”属性，这是一种变通方法，因为“class”是python中的关键字。

在示例7-9中，class_参数只能通过关键字参数指定，它一定不会捕获无名位置参数。定义函数时，如果想指定仅限关键字参数，就要把它们放到前面有的参数后面。如果不想支持数量不定的位置参数，但是想支持仅限关键字参数，则可以在签名中放一个。

注意，仅限关键字参数不一定要有默认值，可以像上例中的 b 那样，强
制要求传入实参。

仅限位置参数

从python3.8开始，用户定义的函数签名可以指定仅限位置参数。内置函数都是如此。例如
divmod(a, b)只能使用位置参数调用，不能写成divmod(a=10, b=4)。如果想定义只接受位置参数的函数，则可以在参数列表中使用/。

def divmod(a, b, /):
  return (a//b, a%b)

/左边均是仅限位置参数。在'/'后面，可以指定其他参数，处理方式一同往常。

支持函数式编程的包

Python 的目标不是变成函数式编程语言，但是得
益于一等函数、模式匹配，以及 operator 和 functools 等包的支
持，其对函数式编程风格也可以“信手拈来”。

• operator模块
  在函数式编程中，经常需要把算术运算符当作函数使用。例如，不使用
  递归计算阶乘。求和可以使用 sum 函数，求积则没有这样的函数。可以
  使用 reduce 函数（参见“map、filter 和reduce 的现代替代品”一
  节），但是需要一个函数来计算序列中两项之积。
  示例 7-13 使用itemgetter排序一个元组列表
  
  示例7-14使用attrgetter处理前文定义的具名元组
  

• 使用functools.partial冻结参数
  functools 模块提供了一系列高阶函数，比如 7.3 节map、filter 和
  reduce 的现代替代品”中用过的 reduce。另外一个值得关注的函数是
  partial，它可以根据提供的可调用对象产生一个新可调用对象，为原
  可调用对象的某些参数绑定预定的值。使用这个函数可以把接受一个或
  多个参数的函数改造成需要更少参数的回调的 API。
  示例7-16 使用partial 把一个双参数函数改造成只需要一个参
  数的可调用对象
  
  示例7-17 使用partial构建一个便利的Unicode规范化函数