11、函数式编程: 匿名函数、高阶函数、装饰器

lambda表达式

匿名函数:定义函数的时候不需要定义函数名:

普通函数
def add(x,y):
    return x + y

#匿名函数
lambda x,y: x + y

调用匿名函数:
f = lambda x,y: x + y    #赋值后可以调用
print(f(1,2))
结果:3

lambda中只能进行简单的表达式操作,不能进行赋值操作。

三元表达式

格式为:(条件为真时返回的结果 ,if, 条件判断, else, 条件为假时返回的结果)
x = 2
y = 1
r = x if x > y else y
print(r)

结果:2

三元表达式在lambda中运用比较多。

map

格式:map(函数,序列)

  • 把序列中所有值依次传到函数中并依次接受返回结果组成一个list。
  • 其实是一个函数的映射。
求平方:
list_x = [1,2,3,4,5,6,7,8]

def square(x):
    return x * x

r = map(square,list_x)
print(list(r))

结果:[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64]

map与lambda

将map和lambda函数结合:
list_x = [1,2,3,4,5,6,7,8]
  
r = map(lambda x: x * x,list_x)
print(list(r))
结果:[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64]
 

接收多个参数:
list_x = [1,2,3,4,5,6,7,8]
list_y = [1,2,3,4,5,6,7,8]

r = map(lambda x,y: x * x + y,list_x,list_y)
print(list(r))

若个数不相等,不会报错,但只能计算到最少的那位。

reduce(连续运算)

格式:reduce(函数,序列)

reduce下的函数一定要有两个参数。
from functools import reduce

list_x = [1,2,3,4,5,6,7,8]
r = reduce(lambda x,y:x + y,list_x)
print(r)
结果:36
初始取前两位,之后将计算结果作为x传进去继续顺序取:(((1 + 2)+3) + 4)+ 5


最后一位可以设定初始值,在第一次计算进行计算:
r = reduce(lambda x,y:x + y,list_x,10)
print(r)
结果:46

大数据计算模型:map/reduce编程模型,映射/归约解决并行计算。

filter

filter可以过滤掉不符合规则的数据。

剔除数据为0的元素:

list_x = [1,0,0,1,0,1,1,0,1]
r = filter(lambda x: True if x == 1 else False,list_x)    #只返回结果为True的值
print(list(r))

结果:[1, 1, 1, 1, 1]

简化:
list_x = [1,0,0,1,0,1,1,0,1]
r = filter(lambda x: x ,list_x)
print(list(r))

结果:[1, 1, 1, 1, 1]

filter返回值的必须是True or False

命令式编程vs函数式编程

命令式编程涉及到 def if else for
函数式编程涉及到 map reduce filter lambda(算子)
map reduce filter理论上可以替换def if else for

函数式编程鼻祖:lisp,人工智能领域应用较多。

装饰器

函数语句复用问题:
import time

def f1():
    print(time.time())    #获取时间戳
    print('This is a function')

f1()
结果:1532404967.3804688    #Unix时间戳
     This is a function


如果很多的函数都要获取时间的功能:
import time

def f1():
    print('This is a function')

def f2():
    print('This is a function')

def print_current_time(func):
    print(time.time())
    func()

print_current_time(f1)
print_current_time(f2)
  • 这种需求变更方案的缺点:打印时间的需求是属于每个函数本身的,并不是新增加的,并没有体现函数本身的特性。
  • 这就是装饰器所要解决的问题。
编写装饰器:
import time

def decorator(func):
    def wrapper():
        print(time.time())
        func()
    return wrapper

def f1():
    print('This is a function')

f = decorator(f1)    #f得到了return的wrapper
f()
结果:1545658108.087183
     This is a function
语法糖:
import time

def decorator(func):
    def wrapper():
        print(time.time())
        func()
    return wrapper

@decorator    #@符号
def f1():
    print('This is a function')

f1()

没有改变调用的逻辑也没有改变函数编码。是装饰器的意义所在。
@decorator相当于对f1()装饰。
AOP的编程思想
带参函数的装饰器:
import time

def decorator(func):
    def wrapper(func_name):
        print(time.time())
        func(func_name)
    return wrapper

@decorator
def f1(func_name):
    print('This is a function named' + func_name)

f1('test_func')

 
若多个函数接受不同数量的参数:
import time

def decorator(func):
    def wrapper(*args):  #*XXX,调用一组参数
        print(time.time())
        func(*args)
    return wrapper

@decorator
def f2(func_name1,func_name2):
    print(func_name1 + func_name2)

f2('123','234')    #可以支持不同参数个数的函数

args不支持**关键字参数,KW将关键字参数转换成字典

支持关键字参数:
import time

def decorator(func):
    def wrapper(*args,**kw):    #加入**kw,较为完整
        print(time.time())
        func(*args,**kw)
    return wrapper

@decorator
def f1(func_name):
    print('This is a function named' + func_name)

@decorator
def f2(func_name1,func_name2):
    print(func_name1 + func_name2)

@decorator
def f3(func_name1,func_name2,**kw):
    print(func_name1 + func_name2)
    print(kw)

f1('test_func')
f2('123','234')
f3('123','234',a = 1, b = 2,c = '123')

结果:
f1 1545660581.8228567
   This is a function namedtest_func
f2 1545660581.8228567
   123234
f3 1545660581.823821
   123234
   {'a': 1, 'b': 2, 'c': '123'}
 
func(*args,**kw)这个形式,无论什么方式都可以调用。

如果想对某个封装单元修改,可以加上装饰器。
装饰器不需要破坏代码实现,易于代码复用。
一个函数能够有多个装饰器。

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