python函数式编程之高阶函数学习


基本概念

函数式编程,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,只要输入确定,输出就确定的这种函数我们称之为纯函数,我们称这种函数没有副作用。而允许使用白变量的程序设计语言,由于函数内部的变量状态是不确定的,同样的输入可能有不同的输出,我们称这种函数为有副作用的。
函数式编程的一个特点就是,允许把函数本身作为参数传递给另一个函数,还允许返回一个函数!
Python对函数式编程提供部分支持。由于Python允许使用变量,因此,Python不是纯函数式编程语言。
(这部分内容摘抄与廖雪峰老师的博客文章,自己也进行了学习)

高阶函数

  • 变量可以指向函数

      #变量可以指向函数
      f = abs;
      print(abs(-10));#10
      print(f(-10));#10
      #在这里用f和abs调用的结果和效果是一样的
    

说明变量f 已经指向了函数 abs本身。

  • 函数名也是变量
    函数名就是指向函数的变量。如:

      abs = 10;
      print(abs(-10));
      # Traceback (most recent call last):
      #   File "test01.py", line 164, in <module>
      #     print(abs(-10));
      # TypeError: 'int' object is not callable
    

abs已经被赋值10,是一个指向10的变量了,就不能通过abs(-10)来调用该函数了,因为abs这个变量已经不指向求绝对值函数了。

  • 传入函数
    就是一个函数可以作为另一个函数的参数,这种函数称为高阶函数。

      #一个简单的高阶函数
      def add(x, y, f):
      	return f(x) + f(y);
      print(add(5, -6, abs));#11
    
map/reduce

python内建了map()和reduce()函数。

  • map()函数
    map函数接收两个参数,一个是函数,一个是iterable(可迭代的对象),map将传入的函数一次作用到序列的每个元素,并把结果作为新的iterator返回。

      #map()函数
      def f(x):
      	return x * x;
      r = map(f, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]);
      print(list(r));
      # [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
    
  • reduce()函数
    该函数必须接收两个参数,reduce把函数结果继续和序列的下一个元素做累积计算。
    如:累加

      #reduce()函数
      from functools import reduce;
      def add1(x, y):
      	return x + y;
      print(reduce(add1, [1, 3, 5, 7, 9]));#25
    

这并不是reduce的用武之地,当我们要把上面的数列变成整数13579时,reduce就排上用场了:

	def fn(x, y):
		return x * 10 + y;
	print(reduce(fn, [1, 3, 5, 7, 9]));

这个例子也没什么意义,但是当我们要把字符串 str 转换成int的函数时,就用上了reduce(结合map)。

filter()函数
  • filter
    python内置的filter函数用于过滤序列。和map类似也接收一个函数和一个序列,但是不同的是,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。
    在一个list中,删掉偶数,只保留奇数:

      #filter函数
      #在一个list中删除偶数,只保留奇数
      def is_odd(n):
      	return n % 2 == 1;
      print(list(filter(is_odd, [1, 2, 4, 5, 6, 9, 10, 15])));
      # 1, 5, 9, 15
    
  • 用filter求素数
    思想:计算素数的一个方法是埃氏筛法,它的算法理解起来非常简单:

  1. 首先,列出从2开始的所有自然数,构造一个序列:

     2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, ...
    
  2. 取序列的第一个数2,它一定是素数,然后用2把序列的2的倍数筛掉:

     3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, ...
    
  3. 取新序列的第一个数3,它一定是素数,然后用3把序列的3的倍数筛掉:

     5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, ...
    
  4. 取新序列的第一个数5,然后用5把序列的5的倍数筛掉:

     7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, ...
    

不断筛下去,就可以得到所有的素数。
注明:该算法描述来源于廖雪峰老师的文章。

sorted()函数

排序算法

#sorted函数排序
print(sorted([36, -2, 5, 7, 1, -10]));
# [-10, -2, 1, 5, 7, 36];

sorted也是一个高阶函数,可以接受一个key函数来实现自定义的排序,列如按绝对值大小排序:

#sorted函数排序
print(sorted([36, -2, 5, 7, 1, -10], key=abs));
# [1, -2, 5, 7, -10, 36]

sorted函数可以用来对字符串进行排序。
sorted()也是一个高阶函数。用sorted()排序的关键在于实现一个映射函数。

总结

对函数式编程的学习这部分比较重要,学习这部分让我想到了前端框架reactJs,react也是强调函数式编程的,也是react的特性。就是说一个函数可可以作为另一个函数的参数。上面的学习例子都是很简单的,需要自己不断的练习。

posted @ 2017-11-21 21:38  美美王子  Views(98)  Comments(0Edit  收藏  举报