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Python自学笔记之函数式编程2——map/reduce

twobeings
 twobeings
发布于 2015/06/10 09:23
字数 929
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map/reduce

Python内建了map()和reduce()函数。

map()函数接收两个参数,一个是函数,一个是Iterable(可迭代的),map将传入的函数依次作用到序列的每个元素,并把结果作为新的iterator返回。

比如我们有一个函数f(x)=x*x,要把这个函数作用在一个list[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]上,就可以用map()实现如下:

map

用Python代码实现如下:

>>> 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()传入的第一个参数f即函数对象本身。由于结果r是一个Iterator,Iterator是惰性序列,因此通过list()函数让它把整个序列都计算出来并返回一个list。

你可能会想,不需要map()函数,写一个循环,也可以计算出结果:

L = []
for n in [1, 2, ,3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]:
    L.append(f(n))
print(L)

的确可以,但是,从上面的循环代码,能一眼看明白“把f(x)作用在list每一个元素并把结果生成一个新的list”吗?[来了,这一句就是Python思想的关键吧!]

所以,map()作为高阶函数,事实上它把运算规则抽象了[运算规则越是抽象,代码的使用就越是直观],因此,我们不但可以计算简单的f(x)=x*x,还可以计算任意复杂的函数,比如,把这个list所有数字转换为字符串:

>>> list(map(str, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]))
['1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']

只需要一行代码。

再看reduce的用法。reduce把一个函数作用在一个序列上,这个函数必须接收两个参数,reduce把结果继续和序列的下一个元素做累积运算,其效果就是:

reduce(f, [x1, x2, x3, x4]) = f(f(f(x1,x2),x3),x4)

比如一个序列求和就可以用reduce实现:

>>> from functools import reduce
>>> def add(x, y):
...    return x + y
...
>>> reduce(add, [1, 3, 5, 7, 9])
25

当然求和运算可以直接用Python内建函数sum(),没必要动用reduce。

但是如果要把序列[1, 3, 5, 7, 9]变换成整数13579,reduce就可以派上用场:

>>> from  functools import reduce
>>> def fn(x, y)
...    return x * 10 +y
...
>>> reduce(fn, [1, 3, 5, 7, 9])
13579

这个例子本身没有多大用处,但是,如果考虑到字符串str也是一个序列,对上面的例子稍加改动,配合map(),我们就可以写出把str转换为int 的函数:

>>> from functools import reduce
>>> def fn(x, y) :
...    return x * 10 + y
...
>>> def char2num(s):
...    return{'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}[s]
...
>>> reduce(fn, map(char2num, '13579'))
13579

整理成一个str2int的函数就是:

from functools import redunce
def str2int(s):
    def fn(x, y) :
       return x * 10 + y
   def char2num(s):
        return{'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}[s]
    reduce(fn, map(char2num, s))

也就是说,假设Python没有提供int()函数,你完全可以自己写一个字符串转换为整数的函数,并且只需几行代码!

添加一个廖老师留的课后题的代码,蛮有意思的。

题目,利用map和reduce编写一个函数,把字符串'123.456'转换成浮点数123.456:

代码:

from functools import reduce
CHAR_TO_FLOAT = {
    '0': 0,
    '1': 1,
    '2': 2,
    '3': 3,
    '4': 4,
    '5': 5,
    '6': 6,
    '7': 7,
    '8': 8,
    '9': 9,
    '.': -1
}
def str2float(s):
    nums = map(lambda ch: CHAR_TO_FLOAT[ch], s)
    point = 0
    def to_float(f, n):
        nonlocal point
        if n == -1:
            point = 1
            return f
        if point == 0:
            return f * 10 + n
        else:
            point = point * 10
            return f + n / point
    return reduce(to_float, nums, 0.0)



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