函数式编程—高阶函数
一、函数式编程概念简介
- 函数是Python内建支持的一种封装,我们通过把大段代码拆成函数,通过一层一层的函数调用,就可以把复杂任务分解成简单的任务,这种分解可以称之为面向过程的程序设计。函数就是面向过程的程序设计的基本单元
- 就是越低级的语言,越贴近计算机,抽象程度低,执行效率高,比如C语言;越高级的语言,越贴近计算,抽象程度高,执行效率低,比如Lisp语言
- 函数式编程就是一种抽象程度很高的编程范式,纯粹的函数式编程语言编写的函数没有变量,因此,任意一个函数,只要输入是确定的,输出就是确定的,这种纯函数我们称之为没有副作用。而允许使用变量的程序设计语言,由于函数内部的变量状态不确定,同样的输入,可能得到不同的输出,因此,这种函数是有副作用的
- 函数式编程的一个特点就是,允许把函数本身作为参数传入另一个函数,还允许返回一个函数!
- 函数式编程最重要的概念就是:组合;一个函数只做一件事, 保证内部不被修改,且干净,无副作用,遵循开闭原则,然后将多个函数组合一起,便是简单的函数式编程范式
二、高阶函数
- 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
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re
duce
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(结果作为第二次调用的第一个参数)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sorted()
函数可以对list进行排序,同时也是一个高阶函数,可以接收一个key
函数来实现自定义的排序:key指定的函数将作用于list的每一个元素上,并根据key函数返回的结果进行排序
三、返回函数(调用函数会返回一个函数)
- 返回函数:调用函数返回的不是结果,而是一个函数
- 调用返回函数时才会给出真正的结果(注意:返回函数每次调用都会返回一个新的函数,即使传入相同的参数)
- 调用‘返回函数’会返回一个函数,此函数的相关参数和变量都保存在该函数中,这种称为“闭包(相关参数和变量都保存在返回的函数中,这种称为“闭包)
如果一定要引用循环变量,方法是再创建一个函数,用该函数的参数绑定循环变量当前的值,无论该循环变量后续如何更改,已绑定到函数参数的值不变
示例参考:
#返回的函数并没有立刻执行,而是直到调用了f()才执行 def count(): fs = [] for i in range(1, 4): def f(): return i*i fs.append(f) return fs f1, f2, f3 = count() 结果:全部都是9!原因就在于返回的函数引用了变量i,但它并非立刻执行。等到3个函数都返回时,它们所引用的变量i已经变成了3,因此最终结果为9 #f(i)立刻被执行 def count(): def f(j): def g(): return j*j return g fs = [] for i in range(1, 4): fs.append(f(i)) # f(i)立刻被执行,因此i的当前值被传入f() return fs 结果:1,4,9
#计数器
def createCounter():
def num():
n = 1
while True:
yield n
n = n+1
g = num() #此处num()是一个generator
def counter():
return next(g)
return counter
优化测试:
def createCounter():
def num():
n = 1
while True:
yield n
n = n+1
def counter():
return next(num())
return counter
此处运行的结果始终为1,不会递增
原因:使用g=num(),g是一个变量,是值传递,函数是内存地址传递!!!
四、匿名函数
- 关键字
lambda
表示匿名函数,冒号前面的x
表示函数参数 - 匿名函数有个限制,就是只能有一个表达式,不用写
return
,返回值就是该表达式的结果 - 匿名函数有个好处:函数没有名字,不必担心函数名冲突。此外,匿名函数也是一个函数对象,也可以把匿名函数赋值给一个变量,再利用变量来调用该函数