Python内置函数filter, map, reduce

Posted 2020-08-15

filter、map、reduce，都是对一个集合进行处理，filter很容易理解用于过滤，map用于映射，reduce用于归并. 是Python列表方法的三架马车.

1. filter函数的功能相当于过滤器。

filter函数的定义：

filter(function or None, sequence) -> list, tuple, or string

function是一个谓词函数，接受一个参数，返回布尔值True或False。

filter函数会对序列参数sequence中的每个元素调用function函数，最后返回的结果包含调用结果为True的元素。

返回值的类型和参数sequence的类型相同

比如返回序列中的所有偶数：

def is_even(x):

　　return x & 1 != 0

 

filter(is_even, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10])

返回结果为：

[1, 3, 5, 7, 9]

如果function参数为None，返回结果和sequence参数相同。

 

2.map函数

map函数会根据提供的函数对指定序列做映射。

map函数的定义：

map(function, sequence[, sequence, ...]) -> list

通过定义可以看到，这个函数的第一个参数是一个函数，剩下的参数是一个或多个序列，返回值是一个集合。

function可以理解为是一个一对一或多对一函数，map的作用是以参数序列中的每一个元素调用function函数，返回包含每次function函数返回值的list。

比如要对一个序列中的每个元素进行平方运算：

map(lambda x: x ** 2, [1, 2, 3, 4, 5])

返回结果为：

[1, 4, 9, 16, 25]

在参数存在多个序列时，会依次以每个序列中相同位置的元素做参数调用function函数。

比如要对两个序列中的元素依次求和。

map(lambda x, y: x + y, [1, 3, 5, 7, 9], [2, 4, 6, 8, 10])

map返回的list中第一个元素为，参数序列1的第一个元素加参数序列2中的第一个元素(1 + 2)，

list中的第二个元素为，参数序列1中的第二个元素加参数序列2中的第二个元素(3 + 4)，

依次类推，最后的返回结果为：

[3, 7, 11, 15, 19]

要注意function函数的参数数量，要和map中提供的集合数量相匹配。

如果集合长度不相等，会以最小长度对所有集合进行截取。

当函数为None时，操作和zip相似：

map(None, [1, 3, 5, 7, 9], [2, 4, 6, 8, 10])

返回结果为：

[(1, 2), (3, 4), (5, 6), (7, 8), (9, 10)]

 

 

3.reduce函数

reduce函数，reduce函数会对参数序列中元素进行累积。

reduce函数的定义：

reduce(function, sequence[, initial]) -> value

function参数是一个有两个参数的函数，reduce依次从sequence中取一个元素，和上一次调用function的结果做参数再次调用function。

第一次调用function时，如果提供initial参数，会以sequence中的第一个元素和initial作为参数调用function，否则会以序列sequence中的前两个元素做参数调用function。

reduce(lambda x, y: x + y, [2, 3, 4, 5, 6], 1)

结果为21(  (((((1+2)+3)+4)+5)+6)  )

reduce(lambda x, y: x + y, [2, 3, 4, 5, 6])

结果为20

 

注意function函数不能为None。

 

 

例子：

print range(6)    # 0,1,2,3,4,5
print range(1,6)  # 1,2,3,4,5
print reduce(lambda x,y:x*y, range(1,6))  #1*2*3*4*5

def action(x):
    return lambda y: x+y

f = action(2) # this is a lambda object
print f(3)    # 5

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例1：用map和reduce实现5的阶乘相加（5!+4!+3!+2!+1!）

>>>print reduce(lambda x,y:x*y,range(1,6))    120


>>>print reduce(lambda x,y:x*y,range(1,5))    24


>>>print reduce(lambda x,y:x*y,range(1,4))    6


>>>print reduce(lambda x,y:x*y,range(1,3))    2


>>>print reduce(lambda x,y:x*y,range(1,2))    1


 

把上一步的结果变成一个阶乘列表

>>>print map(lambda a:reduce(lambda x,y:x*y,range(1,a+1)),range(1,6))

[1, 2, 6, 24, 120]

最后把阶乘列表相加，第一题解决

>>>print reduce(lambda m,n:m+n,map(lambda a:reduce(lambda x,y:x*y,range(1,a+1)),range(1,6)))

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例2：用filter将100~200以内的质数过滤出来
质数又称素数。指在一个大于1的自然数中，除了1和此整数自身外，不能被其他自然数整除的数

>>>filter(lambda N:len(filter(lambda M:N%M==0,range(2,int(N**0.5)+1)))==0,range(100,201))