第10章 函數(shù)式編程

第10章函數(shù)式編程主講夏敏捷什么是函數(shù)式編程函數(shù)式編程——FunctionalProgramming，是一種編程的基本風(fēng)格，也就是構(gòu)建程序結(jié)構(gòu)的方式。函數(shù)式編程雖然也可以歸結(jié)到面向過程的程序設(shè)計(jì)，但其思想更接近數(shù)學(xué)計(jì)算，也就是可以使用表達(dá)式編程。函數(shù)式編程的一個(gè)特點(diǎn)就是，允許把函數(shù)本身作為參數(shù)傳入另一個(gè)函數(shù)，還允許返回一個(gè)函數(shù)。Python對函數(shù)式編程提供部分支持。由于Python允許使用變量，因此，Python不是純函數(shù)式編程語言。10.1高階函數(shù)1.高階函數(shù)概念高階函數(shù)它是可以將其他函數(shù)作為參數(shù)或返回結(jié)果的函數(shù)。例如，定義一個(gè)簡單的高階函數(shù)：defadd(x,y,f):returnf(x)+f(y)

add(-5,9,abs)#abs(-5)+abs(9)add(65,66,chr)#AB10.1高階函數(shù)1.返回函數(shù)高階函數(shù)除了可以接受函數(shù)作為參數(shù)外，還可以把函數(shù)作為結(jié)果值返回。defcalc_sum(*args):ax=0forninargs:ax=ax+nreturnaxdeflazy_sum(*args):

defsum():ax=0forninargs:ax=ax+nreturnax

returnsum>>>f=lazy_sum(1,3,5,7,9)>>>f<functionlazy_sum.<locals>.sumat0x101c6ed90>>>>f()25當(dāng)lazy_sum返回函數(shù)sum時(shí)，相關(guān)參數(shù)和變量都保存在返回的函數(shù)中，這種稱為閉包（Closure）閉包y=ax+b編寫函數(shù)計(jì)算y的值。defline_conf(a,b):defline(x):returna*x+breturnline>>>line_one=line_conf(3,4)>>>line_two=line_conf(4,6)>>>line_one(5)#結(jié)果19>>>line_two(5)#結(jié)果26上述代碼中l(wèi)ine_conf是外部函數(shù)，a、b是它的參數(shù)。line(x)是內(nèi)部函數(shù)，x是它的參數(shù)。在line(x)的內(nèi)部通過外部函數(shù)的a、b確定閉包最終形式。閉包具有提過代碼可復(fù)用性的作用。10.2Python函數(shù)式編程常用的函數(shù)1．map()函數(shù)map()是Python內(nèi)置的高階函數(shù)，有2個(gè)參數(shù)，一個(gè)是函數(shù)f()，一個(gè)是列表list，并通過把函數(shù)f()依次作用在list的每個(gè)元素上，得到一個(gè)新的list作為map()函數(shù)的返回結(jié)果。deff(x):returnx*xlist1=map(f,[1,2,3,4,5,6,7,8,9])print(list(list1))[1,4,9,10,25,36,49,64,81]10.2Python函數(shù)式編程常用的函數(shù)1．map()函數(shù)map()不僅僅可以處理只包含數(shù)值的list，事實(shí)上它可以處理包含任意類型的list，只要傳入的函數(shù)f可以處理這種數(shù)據(jù)類型。list1=[2,4,6,8,10]list2=map(lambdax:x**2,list1)foreinlist2:print(e,end=",")#結(jié)果是：4,16,36,64,100,list1=["china","japan","hello"]list2=map(lambdax:x.title(),list1)#title()首字母大小foreinlist2:print(e,end=",")#結(jié)果是：China,Japan,Hello,10.2Python函數(shù)式編程常用的函數(shù)2．reduce()函數(shù)reduce()函數(shù)接收的參數(shù)和map()類似，一個(gè)函數(shù)f()，一個(gè)列表list，但reduce()傳入的函數(shù)f()必須接收兩個(gè)參數(shù)。reduce()對列表list的每個(gè)元素反復(fù)調(diào)用函數(shù)f()，并返回最終結(jié)果值。fromfunctoolsimportreducedeff(x,y):returnx+yreduce()還可以接收第3個(gè)可選參數(shù)，作為計(jì)算的初始值。reduce(f,[1,3,5,7,9],100)結(jié)果將變?yōu)?25。reduce(f,[1,3,5,7,9])結(jié)果為25。10.2Python函數(shù)式編程常用的函數(shù)3．filter()函數(shù)filter()函數(shù)接收一個(gè)函數(shù)f()和一個(gè)list，這個(gè)函數(shù)f()的作用是對每個(gè)元素進(jìn)行判斷，返回True或False，filter()根據(jù)判斷結(jié)果自動(dòng)過濾掉不符合條件的元素，返回由符合條件元素組成的新list。defis_odd(x):returnx%2==1利用filter()過濾掉偶數(shù)：filter(is_odd,[1,4,6,7,9,12,17])#結(jié)果[1,7,9,17]10.2Python函數(shù)式編程常用的函數(shù)4．zip()函數(shù)zip()函數(shù)以一系列列表作為參數(shù)，將列表中對應(yīng)的元素打包成一個(gè)個(gè)元組，然后返回由這些元組組成的列表。a=[1,2,3]b=[4,5,6]zipped=zip(a,b)forelementinzipped:print(element)(1,4)(2,5)(3,6)10.2Python函數(shù)式編程常用的函數(shù)5．sorted()函數(shù)Python內(nèi)置的sorted()函數(shù)可對list進(jìn)行排序：>>>sorted([36,5,12,9,21])#默認(rèn)升序，所以結(jié)果是[5,9,12,21,36]但sorted()也是一個(gè)高階函數(shù)，Python3.7中它的格式如下：sorted(list，key=None,reverse=False)key指定的函數(shù)將作用于list的每個(gè)元素上，并根據(jù)key函數(shù)返回的結(jié)果排序。sorted([36,5,-12,9,-21],key=abs)#結(jié)果是[5,9,-12,-21,36]students=[('john','A',15),('jane','B',12),('dave','B',10)]sorted(students,key=lambdas:s[2])#按照年齡來排序10.2Python函數(shù)式編程常用的函數(shù)5．sorted()函數(shù)Python內(nèi)置的sorted()函數(shù)可對list進(jìn)行排序：>>>sorted([36,5,12,9,21])#默認(rèn)升序，所以結(jié)果是[5,9,12,21,36]但sorted()也是一個(gè)高階函數(shù)，Python3.7中它的格式如下：sorted(list，key=None,reverse=False)key指定的函數(shù)將作用于list的每個(gè)元素上，并根據(jù)key函數(shù)返回的結(jié)果排序。sorted([36,5,-12,9,-21],key=abs)#結(jié)果是[5,9,-12,-21,36]students=[('john','A',15),('jane','B',12),('dave','B',10)]sorted(students,key=lambdas:s[2])#按照年齡來排序10.3迭代器迭代器是訪問集合內(nèi)元素的一種方式。迭代器對象從序列（列表、元組、字典、集合）的第一個(gè)元素開始訪問，直到所有的元素都被訪問一遍后結(jié)束。迭代器不能回退，只能往前進(jìn)行迭代。使用內(nèi)建函數(shù)iter(iterable)可以獲取序列的迭代器對象，方法如下：

迭代器對象=iter(序列對象)使用next()函數(shù)可以獲取迭代器的下一個(gè)元素，如下：next(迭代器對象)list=['china','Japan',333]it=iter(list)#獲取迭代器對象print(next(it))print(next(it))print(next(it))chinaJapan33310.4普通編程方式與函數(shù)式編程的對比【例10-2】以普通編程方式計(jì)算列表元素中正數(shù)之和。list=[2,-6,11,-7,8,15,-14,-1,10,-13,18]sum=0foriinrange(len(list)):iflist[i]>0:sum+=list[i]print(sum)fromfunctoolsimportreducelist=[2,-6,11,-7,8,