Python学习笔记五函数式编程

Posted 2020-10-26 老梧桐

参考教程：廖雪峰官网https://www.liaoxuefeng.com/wiki/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000

函数式编程

一、高阶函数

所谓高阶函数就是函数可以以另外一个函数作为参数。

首先需要了解在Python中变量是可以指向函数的，如下例子：

>>> abs(-5)
5
>>> f=abs
>>> f
<built-in function abs>
>>> abs
<built-in function abs>
>>> f(-5)
5

可以看到当变量f指向函数名abs后，f也成为了一个求绝对值的函数名，并且可以通过f调用。

函数名的本质也是变量，只是在Python中直接设置了该变量就指向函数。

>>> abs=‘abc‘
>>> abs
‘abc‘
>>> abs(-1)
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#7>", line 1, in <module>
    abs(-1)
TypeError: ‘str‘ object is not callable

上例中把内置函数名abs指向了一个字符串，那它的本质就变化了，无法再调用其计算绝对值的方法了。（只有在下一次启动Python运行环境后才重置）。

看一个最简单的高阶函数（即以函数名作为参数）：

>>> def funa(a):
    return a*a

>>> def funb(a,b,f):
    return f(a)+f(b)

>>> funb(3,4,funa)
25

>>> funb(-6,-10,abs)
16

（一）map/reduce

1、map

map函数接受两个参数，一个是函数，一个是Iterable（可迭代对象）。map将传入的函数依次作用到序列的每个元素，并把结果作为一个新的Iterator（迭代器）返回。

例如，用Python实现一个函数f(x)=x^2，作用到一个列表上。

>>> def fx(n):
    return n**2

>>> map(fx,[1,2,3,4,5,6,7,8,9])
<map object at 0x0000000002DA8D30>

注意这里结果是一个map对象，实质上是一个迭代器（Iterator），从前面章节了解到迭代器都是惰性的，要把结果转为Iterable来输出。

>>> list(map(fx,[1,2,3,4,5,6,7,8,9]))
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
>>> from collections import Iterator
>>> x=map(fx,[1,2,3,4,5,6,7,8,9])
>>> isinstance(x,Iterator)
True

虽然通过其他的方法也可以实现上述生成一个结果列表的效果，但map作为一个高阶函数，过程中把运算规则抽象化处理，在应用中可以处理更复杂的函数，比如下例把一个list所有数字转为字符串只需要一行代码：

>>> list(map(str,[1,2,3,4,5]))
[‘1‘, ‘2‘, ‘3‘, ‘4‘, ‘5‘]

2、reduce

reduce同样把一个函数作用在一个序列上，但其内部的过程却和map不同，reduce是把函数的结果继续和序列的下一个元素继续计算，同时这个函数必须接受两个参数，所以效果就是：

reduce(f,[a,b,c,d])=f(f(f(a,b)+c)+d)

一个简单的求和示例：

>>> from functools import reduce
>>> def myadd(a,b):
    return a+b

>>> reduce(myadd,list(range(1,101)))
5050

另外一个示例，把一个数字序列变成一个数：

>>> def myadd(a,b):
    return a*10+b

>>> reduce(myadd,[1,3,7,9])
1379

配合使用map和reduce可以把一个数字字符串转换为数值：

>>> def funa(nstr):
    return int(nstr)

>>> reduce(myadd,map(funa,‘12345‘))
12345

练习：

‘‘‘
利用map()函数，把用户输入的不规范的英文名字，变为首字母大写，其他小写的规范名字。
输入：[‘adam‘, ‘LISA‘, ‘barT‘]，输出：[‘Adam‘, ‘Lisa‘, ‘Bart‘]
‘‘‘
def fun1(stra):
    return stra.capitalize()
name_list=[‘adam‘, ‘LISA‘, ‘barT‘]
print(list(map(fun1,name_list)))

‘‘‘
Python提供的sum()函数可以接受一个list并求和，
请编写一个prod()函数，可以接受一个list并利用reduce()求积：
‘‘‘
def fun2(a,b):
    return a*b
def prod(lista):
    return reduce(fun2,lista)
print(‘3 * 5 * 7 * 9 =‘, prod([3, 5, 7, 9]))
if prod([3, 5, 7, 9]) == 945:
    print(‘测试成功!‘)
else:
    print(‘测试失败!‘)

from functools import reduce
‘‘‘
利用map和reduce编写一个str2float函数，把字符串‘123.456‘转换成浮点数123.456
‘‘‘
#思路：先把原始字符串分成两部分：整数和小数部分分别处理

#处理整数部分的转换
#1、先把字符转换成数值
def strTonumbera(char):
    mydic={‘0‘:0,‘1‘:1,‘2‘:2,‘3‘:3,‘4‘:4,‘5‘:5,‘5‘:5,‘6‘:6,‘7‘:7,‘8‘:8,‘9‘:9}
    return mydic[char]
#2、定义整数部分reduce的函数参数
def myfunca(a,b):
    return a*10+b
#3、通过reduce/map将整数字符串转换为整数数值
def funca(strx):
    return reduce(myfunca,list(map(strTonumbera,list(strx))))

#处理小数部分的转换
#1、定义小数部分reduce的函数参数
def myfuncb(a,b):
    return a/10+b

#2、通过reduce/map将整数字符串转换为整数数值
def funcb(strx):
    #小数部分的处理与整数相比有个难点就是reduce推算中的处理，这里可以先把序列倒序
    stry=list(strx)
    stry.reverse()
    print(stry)
    x=reduce(myfuncb,list(map(strTonumbera,stry)))
    #这时候还不是最终得数，需要再除以10
    return x/10

def str2float(strx):
    #整数部分
    X=funca(strx.split(‘.‘)[0])
    #小数部分
    Y=funcb(strx.split(‘.‘)[1])
    return X+Y

print(str2float(‘123.589‘))
print(‘str2float(\‘123.456\‘) =‘, str2float(‘123.456‘))
if abs(str2float(‘123.456‘) - 123.456) < 0.00001:
    print(‘测试成功!‘)
else:
    print(‘测试失败!‘)