1.函数式编程

函数:function

函数式:functional,一种编程范式

函数≠函数式

函数式编程的特点:

  • 把计算视为函数而非指令。
  • 纯函数式编程:不需要变量,没有副作用,测试简单。
  • 支持高阶函数,代码简洁。

Python支持的函数式编程:

  • 不是纯函数式编程:允许有变量。
  • 支持高阶函数:函数key作为变量传入。
  • 支持闭包:有了闭包就能返回函数。
  • 有限度的支持匿名函数。

2.高阶函数

变量可以指向一个函数。

>>> abs(-10)
10
>>> abs
<built-in function abs>
>>> f = abs
>>> f(-10)
10

函数名其实就是指向函数的变量。

>>> abs = len
>>> abs(-10)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: object of type 'int' has no len()
>>> abs([1,2,3])
3

高阶函数:能接收函数做参数的函数。

  • 变量可以指向函数
  • 函数的参数可以接收变量
  • 一个函数可以接收另一个函数作为参数
  • 能接收函数做参数的函数就是高阶函数
>>> def add(x,y,f):
...     return f(x)+f(y)
...
>>> add(-5,9,abs)
14

3.map()函数

map()是 Python 内置的高阶函数,它接收一个函数 f 和一个 list,并通过把函数 f 依次作用在 list 的每个元素上,得到一个新的 list 并返回。

例如,对于list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9],如果希望把list的每个元素都作平方,就可以用map()函数:

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

注意:

  • map()函数不改变原有的 list,而是返回一个新的 list。
  • 利用map()函数,可以把一个 list 转换为另一个 list,只需要传入转换函数。
  • 由于list包含的元素可以是任何类型,因此,map() 不仅仅可以处理只包含数值的 list,事实上它可以处理包含任意类型的 list,只要传入的函数f可以处理这种数据类型。

任务:

假设用户输入的英文名字不规范,没有按照首字母大写,后续字母小写的规则,请利用map()函数,把一个list(包含若干不规范的英文名字)变成一个包含规范英文名字的list:

提示:

  • upper() 方法将字符串中的小写字母转为大写字母。
  • lower() 方法转换字符串中所有大写字符为小写。
  •  capitalize()将字符串的第一个字母变成大写,其他字母变小写。
def format_name(s):
    return s[:1].upper()+s[1:].lower()

print map(format_name, ['adam', 'LISA', 'barT'])
def format_name(s):
    return s.capitalize()

print map(format_name, ['adam', 'LISA', 'barT'])

 4.reduce()函数

reduce()函数也是Python内置的一个高阶函数。reduce()函数接收的参数和 map()类似,一个函数 f,一个list,但行为和 map()不同,reduce()传入的函数 f 必须接收两个参数,reduce()对list的每个元素反复调用函数f,并返回最终结果值。

例如,编写一个f函数,接收x和y,返回x和y的和:

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

调用 reduce(f, [1, 3, 5, 7, 9])时,reduce函数将做如下计算:

  • 先计算头两个元素:f(1, 3),结果为4;
  • 再把结果和第3个元素计算:f(4, 5),结果为9;
  • 再把结果和第4个元素计算:f(9, 7),结果为16;
  • 再把结果和第5个元素计算:f(16, 9),结果为25;
  • 由于没有更多的元素了,计算结束,返回结果25。

 上述计算实际上是对 list 的所有元素求和。

reduce()还可以接收第3个可选参数,作为计算的初始值。如果把初始值设为100,计算:

reduce(f, [1, 3, 5, 7, 9], 100)

结果将变为125,因为第一轮计算是:计算初始值和第一个元素:f(100, 1),结果为101。

5.filter()函数

 filter()函数是 Python 内置的另一个有用的高阶函数,filter()函数接收一个函数 f 和一个list,这个函数 f 的作用是对每个元素进行判断,返回 True或 False,filter()根据判断结果自动过滤掉不符合条件的元素,返回由符合条件元素组成的新list。

例如,要从一个list [1, 4, 6, 7, 9, 12, 17]中删除偶数,保留奇数.

def is_odd(x):
    return x % 2 == 1
filter(is_odd, [1, 4, 6, 7, 9, 12, 17])

结果:[1, 7, 9, 17]

利用filter(),可以完成很多有用的功能,例如,删除 None 或者空字符串:

def is_not_empty(s):
    return s and len(s.strip()) > 0
filter(is_not_empty, ['test', None, '', 'str', '  ', 'END'])

结果:['test', 'str', 'END']

注意: s.strip(rm) 删除 s 字符串中开头、结尾处的 rm 序列的字符。

当rm为空时,默认删除空白符(包括'\n', '\r', '\t', ' '),如下:

a = '     123'
a.strip()

结果: '123'

a='\t\t123\r\n'
a.strip()

结果: '123'

任务:

请利用filter()过滤出1~100中平方根是整数的数。

import math

def is_sqr(x):
    return int(math.sqrt(x))*int(math.sqrt(x))==x

print filter(is_sqr, range(1, 101))

 6.自定义排序函数

Python内置的 sorted()函数可对list进行排序:

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

比较函数:cmp(x,y) 函数用于比较2个对象,如果 x < y 返回 -1, 如果 x == y 返回 0, 如果 x > y 返回 1。

sorted()也是一个高阶函数,它可以接收一个比较函数来实现自定义排序。因此,如果我们要实现倒序排序,只需要编写一个reversed_cmp函数:

def reversed_cmp(x, y):
    if x > y:
        return -1
    if x < y:
        return 1
    return 0

这样,调用 sorted() 并传入 reversed_cmp 就可以实现倒序排序:

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

sorted()也可以对字符串进行排序,字符串默认按照ASCII大小来比较:

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

任务:

对字符串排序时,有时候忽略大小写排序更符合习惯。请利用sorted()高阶函数,实现忽略大小写排序的算法。

def cmp_ignore_case(s1, s2):
    return cmp(s1.lower(),s2.lower())

print sorted(['bob', 'about', 'Zoo', 'Credit'], cmp_ignore_case)

7.返回函数