Python中特殊函數(shù)集錦
以下內(nèi)容主要針過(guò)濾函數(shù)filter ， 映射和歸并函數(shù)map/reduce ， 裝飾器@ 以及 匿名函數(shù)lamda，具體內(nèi)容如下：
1. 過(guò)濾函數(shù)filter
定義：filter 函數(shù)的功能相當(dāng)于過(guò)濾器。調(diào)用一個(gè)布爾函數(shù)bool_func來(lái)迭代遍歷每個(gè)列表中的元素；返回一個(gè)使bool_func返回值為true的元素的序列。
a=[0,1,2,3,4,5,6,7]
b=filter(None, a)
print b
輸出結(jié)果：[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
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2. 映射和歸并函數(shù)map/reduce
這里說(shuō)的map和reduce是Python的內(nèi)置函數(shù)，不是Goggle的MapReduce架構(gòu)。
2.1 map函數(shù)
map函數(shù)的格式：map( func, seq1[, seq2...] )
Python函數(shù)式編程中的map()函數(shù)是將func作用于列表中的每一個(gè)元素，并用一個(gè)列表給出返回值。如果func為None，作用等同于一個(gè)zip()函數(shù)。
下圖是當(dāng)列表只有一個(gè)的時(shí)候，map函數(shù)的工作原理圖：
舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：將列表中的元素全部轉(zhuǎn)換為None。
map(lambda x : None,[1,2,3,4])
輸出：[None,None,None,None]。
當(dāng)列表有多個(gè)時(shí)，map()函數(shù)的工作原理圖：
也就是說(shuō)每個(gè)seq的同一位置的元素在執(zhí)行過(guò)一個(gè)多元的func函數(shù)之后，得到一個(gè)返回值，這些返回值放在一個(gè)結(jié)果列表中。
下面的例子是求兩個(gè)列表對(duì)應(yīng)元素的積，可以想象，這是一種可能會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)的狀況，而如果不是用map的話，就要使用一個(gè)for循環(huán)，依次對(duì)每個(gè)位置執(zhí)行該函數(shù)。
print map( lambda x, y: x * y, [1, 2, 3], [4, 5, 6] ) # [4, 10, 18]
上面是返回值是一個(gè)值的情況，實(shí)際上也可以是一個(gè)元組。下面的代碼不止實(shí)現(xiàn)了乘法，也實(shí)現(xiàn)了加法，并把積與和放在一個(gè)元組中。
print map( lambda x, y: ( x * y, x + y), [1, 2, 3], [4, 5, 6] ) # [(4, 5), (10, 7), (18, 9)]
還有就是上面說(shuō)的func是None的情況，它的目的是將多個(gè)列表相同位置的元素歸并到一個(gè)元組，在現(xiàn)在已經(jīng)有了專(zhuān)用的函數(shù)zip()了。
print map( None, [1, 2, 3], [4, 5, 6] ) # [(1, 4), (2, 5), (3, 6)]
print zip( [1, 2, 3], [4, 5, 6] ) # [(1, 4), (2, 5), (3, 6)]
注意：不同長(zhǎng)度的多個(gè)seq是無(wú)法執(zhí)行map函數(shù)的，會(huì)出現(xiàn)類(lèi)型錯(cuò)誤。
2.2 reduce函數(shù)
reduce函數(shù)格式：reduce(func, seq[, init]).
reduce函數(shù)即為化簡(jiǎn)，它是這樣一個(gè)過(guò)程：每次迭代，將上一次的迭代結(jié)果（第一次時(shí)為init的元素，如沒(méi)有init則為seq的第一個(gè)元素）與下一個(gè)元素一同執(zhí)行一個(gè)二元的func函數(shù)。在reduce函數(shù)中，init是可選的，如果使用，則作為第一次迭代的第一個(gè)元素使用。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，可以用這樣一個(gè)形象化的式子來(lái)說(shuō)明：
reduce(func, [1,2,3])=func(func(1,2), 3)
reduce函數(shù)的工作原理圖如下所示：
舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，階乘是一個(gè)常見(jiàn)的數(shù)學(xué)方法，Python中并沒(méi)有給出一個(gè)階乘的內(nèi)建函數(shù)，我們可以使用reduce實(shí)現(xiàn)一個(gè)階乘的代碼。
n = 5
print reduce(lambda x, y: x * y, range(1, n + 1)) # 120
那么，如果我們希望得到2倍階乘的值呢？這就可以用到init這個(gè)可選參數(shù)了。
m = 2
n = 5
print reduce( lambda x, y: x * y, range( 1, n + 1 ), m ) # 240
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3. 裝飾器@
3.1 什么是裝飾器（函數(shù)）？
定義：裝飾器就是一函數(shù)，用來(lái)包裝函數(shù)的函數(shù)，用來(lái)修飾原函數(shù)，將其重新賦值給原來(lái)的標(biāo)識(shí)符，并永久的喪失原函數(shù)的引用。
3.2 裝飾器的用法
先舉一個(gè)簡(jiǎn)單的裝飾器的例子：
#-*- coding: UTF-8 -*-
import time
def foo():
print 'in foo()'
# 定義一個(gè)計(jì)時(shí)器，傳入一個(gè)，并返回另一個(gè)附加了計(jì)時(shí)功能的方法
def timeit(func):
# 定義一個(gè)內(nèi)嵌的包裝函數(shù)，給傳入的函數(shù)加上計(jì)時(shí)功能的包裝
def wrapper():
start = time.clock()
func()
end =time.clock()
print 'used:', end - start
# 將包裝后的函數(shù)返回
return wrapper
foo = timeit(foo)
foo()
輸出：
in foo()
used: 2.38917518359e-05
python中專(zhuān)門(mén)為裝飾器提供了一個(gè)@符號(hào)的語(yǔ)法糖，用來(lái)簡(jiǎn)化上面的代碼，他們的作用一樣。上述的代碼還可以寫(xiě)成這樣（裝飾器專(zhuān)有的寫(xiě)法，注意符號(hào)“@”）：
#-*- coding: UTF-8 -*-
import time
# 定義一個(gè)計(jì)時(shí)器，傳入一個(gè)，并返回另一個(gè)附加了計(jì)時(shí)功能的方法
def timeit(func):
# 定義一個(gè)內(nèi)嵌的包裝函數(shù)，給傳入的函數(shù)加上計(jì)時(shí)功能的包裝
def wrapper():
start = time.clock()
func()
end =time.clock()
print 'used:', end - start
# 將包裝后的函數(shù)返回
return wrapper
@timeit
def foo():
print 'in foo()'
#foo = timeit(foo)
foo()
其實(shí)對(duì)裝飾器的理解，我們可以根據(jù)它的名字來(lái)進(jìn)行，主要有三點(diǎn)：
1）首先裝飾器的特點(diǎn)是，它將函數(shù)名作為輸入（這說(shuō)明裝飾器是一個(gè)高階函數(shù)）；
2）通過(guò)裝飾器內(nèi)部的語(yǔ)法將原來(lái)的函數(shù)進(jìn)行加工，然后返回；
3）原函數(shù)通過(guò)裝飾器后被賦予新的功能，新函數(shù)覆蓋原函數(shù)，以后再調(diào)用原函數(shù)，將會(huì)起到新的作用。
說(shuō)白了，裝飾器就相當(dāng)于是一個(gè)函數(shù)加工廠，可以將函數(shù)進(jìn)行再加工，賦予其新的功能。
裝飾器的嵌套：
#!/usr/bin/python # -*- coding: utf-8 -*- def makebold(fn): def wrapped(): return "<b>" + fn() + "</b>" return wrapped def makeitalic(fn): def wrapped(): return "<i>" + fn() + "</i>" return wrapped @makebold @makeitalic def hello(): return "hello world" print hello()
輸出結(jié)果：
<b><i>hello world</i></b>
為什么是這個(gè)結(jié)果呢？
1）首先hello函數(shù)經(jīng)過(guò)makeitalic 函數(shù)的裝飾，變成了這個(gè)結(jié)果<i>hello world</i>
2）然后再經(jīng)過(guò)makebold函數(shù)的裝飾，變成了<b><i>hello world</i></b>，這個(gè)理解起來(lái)很簡(jiǎn)單。
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4. 匿名函數(shù)lamda
4.1 什么是匿名函數(shù)？
在Python,有兩種函數(shù)，一種是def定義，一種是lambda函數(shù)。
定義：顧名思義，即沒(méi)有函數(shù)名的函數(shù)。Lambda表達(dá)式是Python中一類(lèi)特殊的定義函數(shù)的形式，使用它可以定義一個(gè)匿名函數(shù)。與其它語(yǔ)言不同，Python的Lambda表達(dá)式的函數(shù)體只能有唯一的一條語(yǔ)句，也就是返回值表達(dá)式語(yǔ)句。
4.2 匿名函數(shù)的用法
lambda的一般形式是關(guān)鍵字lambda，之后是一個(gè)或者多個(gè)參數(shù)，緊跟的是一個(gè)冒號(hào)，之后是一個(gè)表達(dá)式：
lambda argument1 argument2 ... :expression using arguments
lambda是一個(gè)表達(dá)式，而不是一個(gè)語(yǔ)句。
lambda主體是一個(gè)單一的表達(dá)式，而不是一個(gè)代碼塊。
舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，假如要求兩個(gè)數(shù)之和，用普通函數(shù)或匿名函數(shù)如下:
1）普通函數(shù)： def func(x,y):return x+y
2）匿名函數(shù)： lambda x,y: x+y
再舉一例：對(duì)于一個(gè)列表，要求只能包含大于3的元素。
1）常規(guī)方法：
L1 = [1,2,3,4,5]
L2 = []
for i in L1:
if i>3:
L2.append(i)
2）函數(shù)式編程實(shí)現(xiàn): 運(yùn)用filter，給其一個(gè)判斷條件即可
def func(x): return x>3
filter(func,[1,2,3,4,5])
3）運(yùn)用匿名函數(shù)，則更加精簡(jiǎn),一行就可以了:
filter(lambda x:x>3,[1,2,3,4,5])
總結(jié): 從中可以看出，lambda一般應(yīng)用于函數(shù)式編程，代碼簡(jiǎn)潔，常和reduce,filter等函數(shù)結(jié)合使用。此外，在lambda函數(shù)中不能有return，其實(shí)“:”后面就是返回值。
為什么要用匿名函數(shù)?
1） 使用Python寫(xiě)一些執(zhí)行腳本時(shí)，使用lambda可以省去定義函數(shù)的過(guò)程，讓代碼更加精簡(jiǎn)。
2） 對(duì)于一些抽象的，不會(huì)別的地方再?gòu)?fù)用的函數(shù)，有時(shí)候給函數(shù)起個(gè)名字也是個(gè)難題，使用lambda不需要考慮命名的問(wèn)題。
3） 使用lambda在某些時(shí)候讓代碼更容易理解。
以上內(nèi)容就是針對(duì)Python中特殊函數(shù)詳細(xì)介紹，希望對(duì)大家有所幫助。
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