12、函数式编程(二)

12.1 python中自定义排序函数

Python内置的sorted()函数可对list进行排序:

>>>sorted([36, 5, 12, 9, 21])

[5, 9, 12, 21, 36]

sorted()也是一个高阶函数,它可以接收一个比较函数来实现自定义排序,比较函数的定义是,传入两个待比较的元素 x, y,如果 x 应该排在 y 的前面,返回 -1,如果 x 应该排在 y 的后面,返回 1。如果 x 和 y 相等,返回 0。

因此,如果我们要实现倒序排序,只需要编写一个reversed_cmp函数:

def reversed_cmp(x, y):

    if x > y:

        return -1

    if x < y:

        return 1

    return 0

这样,调用 sorted() 并传入 reversed_cmp 就可以实现倒序排序:

>>> sorted([36, 5, 12, 9, 21], reversed_cmp)

[36, 21, 12, 9, 5]

sorted()也可以对字符串进行排序,字符串默认按照ASCII大小来比较:

>>> sorted(['bob', 'about', 'Zoo', 'Credit'])

['Credit', 'Zoo', 'about', 'bob']

'Zoo'排在'about'之前是因为'Z'的ASCII码比'a'小。

12.2 python中返回函数

Python的函数不但可以返回int、str、list、dict等数据类型,还可以返回函数!

例如,定义一个函数 f(),我们让它返回一个函数 g,可以这样写:

def f():

    print 'call f()...'

    # 定义函数g:

    def g():

        print 'call g()...'

    # 返回函数g:

    return g

仔细观察上面的函数定义,我们在函数 f 内部又定义了一个函数 g。由于函数 g 也是一个对象,函数名 g 就是指向函数 g 的变量,所以,最外层函数 f 可以返回变量 g,也就是函数 g 本身。

调用函数 f,我们会得到 f 返回的一个函数:

>>> x = f()# 调用f()call f()...>>> x# 变量x是f()返回的函数:>>> x() # x指向函数,因此可以调用call g()...# 调用x()就是执行g()函数定义的代码

请注意区分返回函数和返回值:

def myabs():

    return abs

# 返回函数

    def myabs2(x):

    return abs(x)# 返回函数调用的结果,返回值是一个数值

返回函数可以把一些计算延迟执行。例如,如果定义一个普通的求和函数:

def calc_sum(lst):

    return sum(lst)

调用calc_sum()函数时,将立刻计算并得到结果:

>>> calc_sum([1, 2, 3, 4])

10

但是,如果返回一个函数,就可以“延迟计算”:

def calc_sum(lst):

    def lazy_sum():

        return sum(lst)

    return lazy_sum

# 调用calc_sum()并没有计算出结果,而是返回函数:

>>> f = calc_sum([1, 2, 3, 4])

>>> f

# 对返回的函数进行调用时,才计算出结果:

>>> f()

10

由于可以返回函数,我们在后续代码里就可以决定到底要不要调用该函数。

10.3 python中闭包

在函数内部定义的函数和外部定义的函数是一样的,只是他们无法被外部访问:

def g():

    print 'g()...'

def f():

    print 'f()...'

    return g

g的定义移入函数f内部,防止其他代码调用g

def f():

    print 'f()...'

    def g():

        print 'g()...'

    return g

但是,考察上一小节定义的calc_sum 函数:

def calc_sum(lst):

    def lazy_sum():

        return sum(lst)

    return lazy_sum

注意: 发现没法把lazy_sum移到calc_sum的外部,因为它引用了calc_sum的参数lst

像这种内层函数引用了外层函数的变量(参数也算变量),然后返回内层函数的情况,称为闭包(Closure)。

闭包的特点是返回的函数还引用了外层函数的局部变量,所以,要正确使用闭包,就要确保引用的局部变量在函数返回后不能变。举例如下:

# 希望一次返回3个函数,分别计算1x1,2x2,3x3:

def count():

    fs = []

    for i in range(1, 4):

        def f():

            return i*i

        fs.append(f)

    return fs

f1, f2, f3 = count()

你可能认为调用f1(),f2()和f3()结果应该是1,4,9,但实际结果全部都是 9(请自己动手验证)。

原因就是当count()函数返回了3个函数时,这3个函数所引用的变量 i 的值已经变成了3。由于f1、f2、f3并没有被调用,所以,此时他们并未计算 i*i,当 f1 被调用时:

>>> f1()9 # 因为f1现在才计算i*i,但现在i的值已经变为3

因此,返回函数不要引用任何循环变量,或者后续会发生变化的变量。

10.4 python中匿名函数

高阶函数可以接收函数做参数,有些时候,我们不需要显式地定义函数,直接传入匿名函数更方便。

在Python中,对匿名函数提供了有限支持。还是以map()函数为例,计算 f(x)=x^2 时,除了定义一个f(x)的函数外,还可以直接传入匿名函数:

>>> map(lambda x: x * x, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])

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

通过对比可以看出,匿名函数 lambda x: x * x 实际上就是:

def f(x):

    return x * x

关键字lambda 表示匿名函数,冒号前面的 x 表示函数参数。

匿名函数有个限制,就是只能有一个表达式不写return,返回值就是该表达式的结果。

使用匿名函数,可以不必定义函数名,直接创建一个函数对象,很多时候可以简化代码:

>>> sorted([1, 3, 9, 5, 0], lambda x,y: -cmp(x,y))

[9, 5, 3, 1, 0]

返回函数的时候,也可以返回匿名函数:

>>> myabs = lambda x: -x if x < 0 else x

>>> myabs(-1)

1

>>> myabs(1)

1

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