Python之高阶函数map/reduce

Posted 2022-01-21 minseo

　　Python内建map()和reduce()函数

　　map()函数接收两个参数一个是函数一个是一个Iterable（迭代器），并把结果作为新的Iterator（生成器）返回

　　有一个函数f(x)=x*x作用于序列list[1,2,3,4,5,6,7,8,9]

　　使用python函数实现

>>> r=map(f,range(1,4))
>>> r
<map object at 0x7fcec039ee80>
>>> list(r)
[1, 4, 9]
>>> def f(x):
...   return x*x
... 
>>> r=map(f,[1,2,3,4,5,6,7,8,9])
>>> r
<map object at 0x7fcec039eda0>
>>> list(r)
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

　　map传递的第一个参数是f是一个函数本身，第二个参数为一个迭代器，结果为生成器Iterator所以需要使用list函数打印才能打印

　　也可以不使用map函数而使用一个循环实现如下

>>> L=[]
>>> for i in range(1,11):
...   L.append(i*i)
... 
>>> print(L)
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

　　map()作为高阶函数，事实上它把运算规则抽象了，因此，我们不但可以计算简单的f(x)=x2，还可以计算任意复杂的函数，比如，把这个list所有数字转为字符串：

>>> list(map(str,[1,2,3,4,5,6,7,8,9]))
[‘1‘, ‘2‘, ‘3‘, ‘4‘, ‘5‘, ‘6‘, ‘7‘, ‘8‘, ‘9‘]

　　同理以上可以使用循环实现

>>> L=[1,2,3,4,5,6,7,8,9]
>>> L
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>> L1=[]
>>> for i in L:
...   L1.append(str(i))
... 
>>> print(L1)
[‘1‘, ‘2‘, ‘3‘, ‘4‘, ‘5‘, ‘6‘, ‘7‘, ‘8‘, ‘9‘]

　　使用map可以一行代码实现

　　

　　reduce的用法

　　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，其效果就是：

reduce(f,[x1,x2,x3.x4])=f(f(f(x1,x2),x3),x4)

　　比如一个序列求和

>>> from functools import reduce
>>> def add(x,y):
...   return x+y
... 
>>> reduce(add,[1,3,5,7,9])
25

　　

#执行顺序如下
add(add(add(add(1,3),5),7),9)
add(add(add(4,5),7),9)
add(add(9,7),9)
add(16,9)
25

　　求和运算可以使用python内建函数sum实现

>>> sum([1,3,5,7,9])
25

　　但是如果需要把序列[1,3,5,7,9]变成整数就可以使用reduce

>>> from functools import reduce
>>> def fn(x,y):
...   return x*10+y
... 
>>> reduce(fn,[1,3,5,7,9])
13579

　　这个例子本身没多大用处，但是，如果考虑到字符串str也是一个序列，对上面的例子稍加改动，配合map()，我们就可以写出把str转换为int的函数：

　　PS：python内置函数int可以把str转换成int

>>> int(‘13579‘)
13579

　　假设python不带int函数怎么把str ‘13579‘转换成整数13579

　　思路

 　　char2num.py

#加载reduce模块
from functools import reduce
def fn(x,y):
    return x*10+y

#定义函数把字符串转换成数字参数为字符串‘1’，返回为整数1
def char2num(s):
    digits=‘0‘:0,‘1‘:1,‘2‘:2,‘3‘:3,‘4‘:4,‘5‘:5,‘6‘:6,‘7‘:7,‘8‘:8,‘9‘:9
    return digits[s]

s=‘13579‘
print(‘需要转换成整数的字符串是‘,s)
#使用map函数生成迭代器，迭代后输出为[1,3,5,7,9]
l=map(char2num,s)
print(‘使用map转换后的生成器‘,l)
#使用reduce把生成的序列计算成整数
#计算过程为
#reduce(fn,[1,3,5,7,9])
#fn(fn(fn(fn(1,3),5),7),9)
#fn(fn(fn(13,5),7),9)
#fn(fn(135,7),9)
#fn(1357,9)
#13579
print(reduce(fn,l))

　　运行输出如下

需要转换成整数的字符串是 13579
使用map转换后的生成器 <map object at 0x7f5cbec4e7b8>
13579

　　改成函数char2num_fuction.py 

#加载reduce模块
from functools import reduce
def char2int(s):
    def fn(x,y):
        return x*10+y

#定义函数把字符串转换成数字参数为字符串‘1’，返回为整数1
    def char2num(s):
        digits=‘0‘:0,‘1‘:1,‘2‘:2,‘3‘:3,‘4‘:4,‘5‘:5,‘6‘:6,‘7‘:7,‘8‘:8,‘9‘:9
        return digits[s]

    return(reduce(fn,map(char2num,s)))

s=‘13579‘
print(char2int(s))

　　

　　练习1 利用map函数把用户不规范输入的字符串改成规范及首字母大写其余小写

      normalize.py

def normalize(name):
    return name.title()

L1=[‘adam‘,‘LISA‘,‘barT‘]
L2=list(map(normalize,L1))
print(L2)

　　输出

[‘Adam‘, ‘Lisa‘, ‘Bart‘]

　　

　　练习2 请编写一个prod()函数，可以接受一个list并利用reduce()求积：

　　prod.py

from functools import reduce
def fn(x,y):
  return x*y

def prod(L):
  return reduce(fn,L)

PROD=prod([3,5,7,9])
print(PROD)