函数式编程—高阶函数

Posted 2021-03-16 jayce9102

一、函数式编程概念简介

1. 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
2. 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
3. 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
4. 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！
5. 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

1. 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
2. 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
3. reduce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）
4. 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
5. 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）

1. 返回函数：调用函数返回的不是结果，而是一个函数
2. 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）
3. 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

1. 关键字lambda表示匿名函数，冒号前面的x表示函数参数
2. 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
3. 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