详解Python高阶函数

本文要点

1.什么是高阶函数

2.python中有哪些常用的高阶函数

什么是高阶函数？

在了解什么是高阶函数之前，我们来看几个小例子。我们都知道在 python 中一切皆对象，函数也不例外。比如求绝对值函数 abs，我们可以用一个变量 f 指向 abs 函数，那么当调用 f() 的时候可以得到和 abs() 一样的效果，这说明变量可以指向函数！

同理我们将 abs 指向另一个函数 abs = len，那么 abs 将不再是求绝对值的函数了，abs指向的是求长度的 len 函数。这说明函数名其实就是指向函数的变量！

既然变量可以指向函数，而函数的参数可以接收变量。也就是说一个函数可以接收另一个函数作为参数。下面我们来看一个DEMO。定义一个 add 函数，它接受三个参数 x, y, f，其中 x, y 是数字，f 是一个函数。

def add(x, y, f):
  return f(x) + f(y)

result = add(-12, -98, abs)
print(result)

输出结果：110

上面的 add() 函数就是一个高阶函数，其实高阶函数的概念很简单，能接收函数作参数的函数就是高阶函数。

python中常用的高阶函数

1.map()

map() 是 Python 内置的高阶函数，它接收一个函数 f 和一个 list，并通过把函数 f 依次作用在 list 的每个元素上，得到一个新的 list 并返回。

例如，对于 list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

如果希望把 list 的每个元素都作平方，就可以用 map() 函数：

因此，我们只需要传入函数 f(x)=x * x，就可以利用 map() 函数完成这个计算：

def add(x, y, f):
  return f(x) + f(y)

result = add(-12, -98, abs)
print(result)

输出结果：

[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

注意：map() 函数不改变原有的 list，而是返回一个新的 list。

由于 list 包含的元素可以是任何类型，因此，map() 不仅仅可以处理只包含数值的 list，事实上它可以处理包含任意类型的 list，只要传入的函数f可以处理这种数据类型。

2.reduce()

reduce() 函数接收的参数和 map() 类似，一个函数 f，一个 list，但行为和 map() 不同，reduce() 传入的函数 f 必须接收两个参数，reduce() 对 list 的每个元素反复调用函数 f，并返回最终结果值。

下面我们来看个 demo：

def prod(x, y):
 return x * y


print(reduce(prod, [2, 4, 5, 7, 12]))

输出结果：3360

prod() 函数接收两个参数，返回 x 和 y 的乘积

调用 reduce(prod, [2, 4, 5, 7, 12]) 时，reduce 函数将做如下计算：

先计算头两个元素prod(2, 4)结果为:8，

再把计算结果和第3个元素传给 prod(8, 5) 结果为:40，

再把计算结果和第4个元素传给 prod(40, 7) 结果为:280，

再把计算结果和第5个元素传给 prod(280, 12) 结果为:3360，

由于没有更多元素了，最终返回结果:3360

reduce() 还可以接收第 3 个可选参数，作为计算的初始值。如果把初始值设为 100，计算：

reduce(prod, [2, 4, 5, 7, 12], 100)

结果变为：336000，因为第一轮的计算是：

计算初始值和第一个元素：prod(100, 2)，结果为：200。

3.filter()

filter() 又可以叫做过滤函数，它接收一个函数 f 和一个 list，这个函数 f 的作用是对每个元素进行判断，返回 True 或 False，filter() 根据判断结果自动过滤掉不符合条件的元素，返回由符合条件元素组成的新 list。

例如，要从一个 list [1, 4, 6, 7, 9, 12, 17]中删除偶数，保留奇数，首先，要编写一个判断奇数的函数：

def is_odd(x):

 if x % 2 == 1:
 return x

然后用 filter() 过滤掉偶数：

print(list(filter(is_odd, [1, 4, 6, 7, 9, 12, 17])))

结果：[1, 7, 9, 17]

利用 filter()，可以完成很多有用的功能，例如，删除 None 或者空字符串：

def is_not_empty(s):
 return s and len(s.strip()) > 0

print(list(filter(is_not_empty, ['test', None, '', 'str', ' ', 'END'])))

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