Python入门基础四-函数式编程

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。

函数式编程的一个特点就是,允许把函数本身当做一个参数传入另一个函数,还允许返回一个函数!

Python对函数式编程提供部分支持。由于Python允许使用变量,因此,Python不是纯函数式编程语言。

高阶函数

Python入门基础三中已经说到函数名其实就是指向一个函数对象的引用,完全可以把函数名赋予一个变量,相当于给这个函数起了个别名。

既然变量可以指向函数,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,这样的函数称为高阶函数。

一个简单的高阶函数:

def add(x, y, f):
    return f(x) + f(y)
>>> add(-5, 6, abs)
11
#执行步骤
x = -5
y = 6
f = abs
f(x) + f(y) ==> abs(-5) + abs(6) ==> 11
return 11

返回函数

高阶函数除了可以接受函数作为参数外,还可以把函数作为结果值返回。
以一个求和函数为例:

def calc_sum(*args):
    ax = 0
    for n in args:
        ax = ax + n
    return ax

如果不需要立刻求和而是在后面的代码中根据需要在计算。这时就要求返回的不是计算结果,而是求和这个函数。

def lazy_sum(*args):
    def sum():
        ax = 0
        for n in args:
            ax = ax + n
        return ax
    return sum

这样,当调用lazy_sum()时返回的就是求和函数sum():

>>> f = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9)
>>> f
<function lazy_sum.<locals>.sum at 0x101c6ed90>

调用函数f时得到的才是计算结果:

>>> f()
25

在这个例子中,我们在函数lazy_sum中又定义了函数sum,并且,内部函数sum可以引用外部函数lazy_sum的参数和局部变量,当lazy_sum返回函数sum时,相关参数和变量都保存在返回的函数中,这种程序结构成为'闭包'。需要注意的是:返回的函数并没有立刻执行,需要调用返回的函数才可以。

下面介绍一种使用闭包容易碰到的坑:

def count():
    fs = []
    for i in range(1, 4):
        def f():
             return i*i
        fs.append(f)
    return fs

f1, f2, f3 = count()

每次循环都创建了一个新的函数,然后把创建的三个函数都返回了。那当调用f1() f2() f3()时结果是什么呢?

>>> f1()
9
>>> f2()
9
>>> f3()
9

可能你会认为结果应该是1,4,9。为什么都是9呢?
原因就是返回的函数引用了变量i,但它并非立即执行。等三个函数都返回时i已经成为了3,所以调用时结果都成为了9.
所以,返回闭包时要牢记:返回函数不要引用任何循环变量,或者后续会发生变化的变量!

刚才的例子如何修改呢?思路就是不要等i=3的时候才返回:

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

>>> f1, f2, f3 = count()
>>> f1()
1
>>> f2()
4
>>> f3()
9

匿名函数

lambda x :x *x
上面这个表达式就是一个匿名函数,相当于:

def f(x):
    return x * x

关键字lambda表示匿名函数,冒号前面的x表示函数参数,冒号后边的表达式结果作为返回值。
匿名函数有个限制就是只能有一个表达式,不用写return
匿名函数在把函数当参数或把函数作为返回值时书写更方便。

#匿名函数作为参数
def add(x, y, f):
    return f(x) + f(y)
>>> add(-5, 6, lambda x:-x)
-1
#匿名函数作为返回值
def count():
    fs = []
    def f(n):
        return lambda : n*n
    for i in range(1,4):
        fs.append(f(i))
    return fs
f1,f2,f3=count()
print(f1())
print(f2())
print(f3())

偏函数

Python的functools模块提供了很多有用的功能,下面介绍的是其中的偏函数。
Python入门基础三中已经说到我们可以设定参数的默认值,这样可以降低函数调用的难度,偏函数也可以做到这一点。
int()函数为例,int()函数可以把字符串转为整数,默认是按十进制转换,如果想转换二进制字符串,就可以改变函数中base参数:

>>> int('1010101', base=2)
85

如果,需要大量转换,每次都传入base参数会比较麻烦,这是我们可以自几创建一个函数int2()

def int2(x, base=2):
    return int(x, base)

利用偏函数会更方便:

>>> import functools
>>> int2 = functools.partial(int, base=2)
>>> int2('1000000')
64

functools.partial的作用就是,把一个函数的某些参数给固定住(也就是设置默认值),返回一个新的函数,调用这个新函数会更简单。
创建偏函数时,实际上可以接收函数对象、*args**kw这3个参数.
再举一个max()例子

max2 = functools.partial(max, 10)
>>>max2(5, 6, 7)
10

装饰器

因篇幅较大,所以单独拿出来讲装饰器

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 215,539评论 6 497
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,911评论 3 391
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 161,337评论 0 351
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,723评论 1 290
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,795评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,762评论 1 294
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,742评论 3 416
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,508评论 0 271
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,954评论 1 308
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,247评论 2 331
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,404评论 1 345
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,104评论 5 340
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,736评论 3 324
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,352评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,557评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,371评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,292评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容