Python內建了map()和reduce()函式。
我們先看map。map()
函式接收兩個引數,一個是函式,一個是Iterable
,map
將傳入的函式依次作用到序列的每個元素,並把結果作為新的Iterator
返回。
舉例說明,比如我們有一個函式f(x)=x2,要把這個函式作用在一個list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
上,就可以用map()
實現如下:
f(x) = x * x │ │ ┌───┬───┬───┬───┼───┬───┬───┬───┐ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ [ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ] │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ [ 1 4 9 16 25 36 49 64 81 ]
現在,我們用Python程式碼實現:
>>> def f(x):
... return x * x
...
>>> r = map(f, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
>>> list(r)
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
map()
傳入的第一個引數是f
,即函式物件本身。由於結果r
是一個Iterator
,Iterator
是惰性序列,因此通過list()
函式讓它把整個序列都計算出來並返回一個list。
你可能會想,不需要map()
函式,寫一個迴圈,也可以計算出結果:
L = []
for n in [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]:
L.append(f(n))
print(L)
的確可以,但是,從上面的迴圈程式碼,能一眼看明白“把f(x)作用在list的每一個元素並把結果生成一個新的list”嗎?
所以,map()
作為高階函式,事實上它把運算規則抽象了,因此,我們不但可以計算簡單的f(x)=x2,還可以計算任意複雜的函式,比如,把這個list所有數字轉為字串:
>>> list(map(str, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])) ['1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']
只需要一行程式碼。
再看reduce
的用法。reduce
把一個函式作用在一個序列[x1, x2, x3, ...]
上,這個函式必須接收兩個引數,reduce
把結果繼續和序列的下一個元素做累積計算,其效果就是:
reduce(f, [x1, x2, x3, x4]) = f(f(f(x1, x2), x3), x4)
比方說對一個序列求和,就可以用reduce
實現:
>>> from functools import reduce
>>> def add(x, y):
... return x + y
...
>>> reduce(add, [1, 3, 5, 7, 9])
25
當然求和運算可以直接用Python內建函式sum()
,沒必要動用reduce
。
但是如果要把序列[1, 3, 5, 7, 9]
變換成整數13579
,reduce
就可以派上用場:
>>> from functools import reduce
>>> def fn(x, y):
... return x * 10 + y
...
>>> reduce(fn, [1, 3, 5, 7, 9])
13579
這個例子本身沒多大用處,但是,如果考慮到字串str
也是一個序列,對上面的例子稍加改動,配合map()
,我們就可以寫出把str
轉換為int
的函式:
>>> from functools import reduce
>>> def fn(x, y):
... return x * 10 + y
...
>>> def char2num(s):
... digits = {'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}
... return digits[s]
...
>>> reduce(fn, map(char2num, '13579'))
13579
整理成一個str2int
的函式就是:
from functools import reduce
DIGITS = {'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}
def str2int(s):
def fn(x, y):
return x * 10 + y
def char2num(s):
return DIGITS[s]
return reduce(fn, map(char2num, s))
還可以用lambda函式進一步簡化成:
from functools import reduce
DIGITS = {'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}
def char2num(s):
return DIGITS[s]
def str2int(s):
return reduce(lambda x, y: x * 10 + y, map(char2num, s))
也就是說,假設Python沒有提供int()
函式,你完全可以自己寫一個把字串轉化為整數的函式,而且只需要幾行程式碼!
lambda函式的用法在後面介紹。