Python lambda

引言

前段时间,没事儿时翻看了自己刚参加工作时写的一些代码,发现代码中有好几处分别都用到了lambda表达式,从代码中会发现那时候的自己对lambda理解的不算深刻,lambda的本质,为什么要用lambda而不用def定义函数等这些都没有系统的掌握。于是后面花了一些时间重新梳理了自己对lambda的认识。

lambda介绍

lambda是python中的一个关键字,实际开发中常用lambda表达式的方式创建匿名函数,比如 lambda a, b: a+b,表示定义了一个匿名函数,该函数包含a、b两个参数,并返回a与b的和。lambda表达式返回的是一个函数对象,可通过函数对象来调用定义的匿名函数,比如my_func = lambda a, b: a+b,my_func(2, 3)则表示调用lambda定义的匿名函数;(lambda a, b: a + b)(2, 3)则是另一种调用方式,具体操作如下:

>>> my_func = lambda a, b: a + b
>>> type(my_func)
<type 'function'>
>>> my_func
<function <lambda> at 0x0000000002E60438>
>>> my_func(2, 3)
5
>>> (lambda a, b: a + b)(2, 3)
5
剖析lambda创建匿名函数

lambda定义匿名函数的格式为:lambda parameters: expression,其中parameters表示定义一个或多个参数,参数类型与def一样,支持普通参数、默认参数、可变参数、关键字参数。lambda定义的匿名函数等价于如下的函数定义:

def <lambda> (parametes):
    return expression

# <lambda>指函数名称 

比如:lambda x: x + 2 等价于 def func_name(x): return x + 2;lambda a, b: a ** b 等价于 def func_name(a, b): return a ** b。其中func_name是自定义的函数名,我们也可以通过dis工具分析def与lambda定义的两类函数的字节码的关系:

>>> import dis
>>> def my_func(a, b, c):
        return (a + b) * c

>>> dis.dis(my_func)
  3           0 LOAD_FAST                0 (a)
              3 LOAD_FAST                1 (b)
              6 BINARY_ADD          
              7 LOAD_FAST                2 (c)
             10 BINARY_MULTIPLY     
             11 RETURN_VALUE        
>>> dis.dis(lambda a, b, c: (a + b) * c)
  2           0 LOAD_FAST                0 (a)
              3 LOAD_FAST                1 (b)
              6 BINARY_ADD          
              7 LOAD_FAST                2 (c)
             10 BINARY_MULTIPLY     
             11 RETURN_VALUE
             
可知,两个函数分别都是先对a、b变量做引用的push stack操作,然后执行相加,
紧接着对变量c做push stack操作,接着与a、b的和进行相乘,最后返回结果   

再次说明lambda parameters: expression 等价于 def <lambda> (parametes): return expression

lambda特点
  1. lambda是一个表达式,而不是一个语句
    lambda_expr ::= "lambda" [parameter_list]: expression

  2. lambda是只有一行的简单表达式,并不能扩展成一个多行的代码块
    Python文档说到,lambda不能包含语句,这是因为Python的语法框架无法处理嵌套在表达式中的语句。lambda可以接收多个参数,但只能有一个包含这些参数计算的表达式。这意味着lambda中不会含有if... elif... else 或者 try... except等语句,lambda的设计主要是用来计算简单的任务。

lambda使用场景

在平时的开发过程中,使用def而非lambda定义函数足够完成各种功能的开发,但适当的使用lambda能够让我们的代码更加简洁明了。那在什么样的场景下推荐使用lambda呢?

  1. 一个小的功能函数,只需要一行就能完成,且只会被调用一次
    比如要对整数列表中的所有元素添加存储单位的操作:
>>> def add_unit(num):
        return '{}mb'.format(num)

>>> map(add_unit, range(5))
['0mb', '1mb', '2mb', '3mb', '4mb']

>>> map(lambda n: '{}mb'.format(n), range(5))
['0mb', '1mb', '2mb', '3mb', '4mb']

# 可见,使用lambda的代码更加简洁
  1. 编程中与高阶函数联合使用
    实际开发中,lambda更多的是与map、filter、reduce等高阶函数搭配使用,因为这些函数中需要接收函数对象作为参数,使用lambda达到了既定义函数又传递函数的目的,比如map(lambda x: x ** 2, range(5)),这里的lambda x: x ** 2先定义函数,然后将此函数对象作为参数传递给map;如果是def则需要首先在外部定义这个函数,而不能在map函数中直接通过def来定义,map(def..., range(5)),Python不允许这样的语法。
lambda注意点

上面讲到lambda的特点是只能有一个表达式,使用lambda的目的是为了让代码更加简洁明了,所以在使用过程中需要注意以下几点:

  1. lambda专注完成简单的任务,其表达式要易读
    不推荐在编码中为了使用lambda而将表达式写的很繁琐,就像Python文档中说到的reduce(lambda a, b: (0, a[1] + b[1]), items)[1]这个表达式,你能很快看出lambda函数的意图吗?答案是不能,所以对于复杂点的逻辑,最好不要用lambda

  2. 程序中多处都会用一个小函数功能,则建议用def定义这个小函数
    对列表中的数字求平方,lambda表达式为lambda n: n ** 2,简单,易读。如果程序中不止一处需要对数字求平方,若均使用lambda,则显得代码冗余

  3. 开发中先def,后lambda
    在实际开发过程中,我倾向于把不管什么类型的函数均先通过def来定义,等程序开发接近尾声的时候,再依据简单任务、只用一次的原则看看把哪些def定义的函数可以替换成lambda匿名函数,并写上必要的注释

  4. 谨慎使用lambda
    其实从Python文档函数式编程的说明部分可以了解到,文档作者倾向于不使用lambda,原因就是lambda的单个表达式、无法扩展多行代码块等自身的功能限制。所以我们一定要秉持小函数、简单任务、只用一次的原则来决定是否要用lambda,千万别写出了大家半天都看不太明白的lambda表达式

总结

花了一些时间,重新梳理了自己对lambda的认识,Python文档常把lambda与小函数绑定在一起,因此我们对lambda的使用要依据小函数、简单任务、只用一次的原则。引入lambda是为了让代码更加简洁明了,万不可为了少写代码、为了简洁而写出了很复杂的表达式,简洁明了与易读都是需要的。以上就是我对lambda的认识,您有什么不一样的看法吗?欢迎一起交流。

引用
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