人生苦短我用Python（三）——函数式编程_3. 定义一个函数.调用该函数时,输出:+“人生苦短,我用python'“多情自古伤离-优快云博客

本文深入探讨了Python的函数式编程，包括函数式编程特点、高阶函数的应用，如map()、reduce()、filter()，自定义排序函数，以及返回函数和闭包的概念。通过示例展示了如何使用这些特性来实现更简洁、高效的代码。

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模块：如何使用模块

面向对象编程：面向对象的概念、属性、方法、继承、多态等

定制类：利用python的特殊方法定制类

一.函数式编程

函数式：functional，一种编程范式，函数式编程是一种抽象计算的编程模式。

1. 函数式编程的特点：

把计算视为函数而非指令;
纯函数式编程：不需要变量，没有副作用，测试简单;
支持高阶函数，代码简洁.

2. python支持的函数式编程：

不是纯函数式编程，允许有变量;
支持高阶函数：函数也可以作为变量传入;
支持闭包，有了闭包就能返回函数;
有限度的支持匿名函数。

3. 高阶函数

变量可以指向函数，并且可以直接对变量进行调用，和调用函数的效果是一样的。

（1）demo：

函数名就是指向函数的变量，函数名和普通变量名没有什么区别，指向的只是一个函数对象。

（2）高阶函数定义：

能接受函数做参数的函数；
变量可以指向函数；
函数的参数可以接收变量；
一个函数可以接收另一个函数作为参数；
能接收函数作为参数的函数就是高阶函数；

（3）demo--接收abs函数：

定义一个函数，接收x、y、f三个参数

其中x、y是普通参数，接收一个数值，f是函数

4. python把函数作为参数

利用add(x,y,f)函数，计算:

import math


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


print(add(25, 9, math.sqrt))

5. python中的map()函数

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。

注意：map()函数不改变原有的 list，而是返回一个新的 list。

利用map()函数，可以把一个 list 转换为另一个 list，只需要传入转换函数。

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。

# 将list中的数据首字母转化成大写
def format_name(s):
    return s[0].upper() + s[1:].lower()


print(list(map(format_name, ['adam', 'LISA', 'barT'])))

6. python中的 reduce()函数

reduce()函数也是Python内置的一个高阶函数。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。

reduce()还可以接收第3个可选参数，作为计算的初始值。

# python3之后reduce() 函数已经被从全局名字空间里移除了，它现在被放置在fucntools模块里
# 利用reduce函数来求奇
from functools import reduce

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

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

# 第三个参数表示初始值
print(reduce(prod, [2, 4, 5, 7, 12],4))

7. python中的filter()函数

filter()函数是 Python 内置的另一个有用的高阶函数，filter()函数接收一个函数 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。

# coding:utf-8
import math

# Demo1：利用filter过滤掉偶数
def is_odd(x):
    return x % 2 == 1
print(list(filter(is_odd, [1, 4, 6, 7, 9, 12, 17])))


# Demo2：利用filter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'])))
# 注意:s.strip(rm) 删除 s 字符串中开头、结尾处的 rm 序列的字符。当rm为空时，默认删除空白符（包括'\n', '\r', '\t', ' ')
a = '     123'
print(a.strip())
a='\t\t123\r\n'
print(a.strip())


# Demo3：利用filter()过滤出1~100中平方根是整数的数
def is_sqr(x):
    r = int(math.sqrt(x))
    return r*r == x
# range()可以创建一个从x起，到y结束，不包括y的一个整数列表
print(list(filter(is_sqr, range(1, 101))))

8.python中的自定义排序函数

Python内置的 sorted()函数可对list进行排序。

sorted()也是一个高阶函数，在python3 以后sorted取消了对cmp的支持。

sorted(iterable, key=None, reverse=False)

reverse是一个布尔值。如果设置为True，列表元素将被倒序排列，默认为False
key接受一个函数，这个函数只接受一个元素，默认为None

Python3实现方式：

# coding:utf-8
# 任务：对字符串排序时，有时候忽略大小写排序更符合习惯。请利用sorted()高阶函数，实现忽略大小写排序的算法。
# 输入：['bob', 'about', 'Zoo', 'Credit']
# 输出：['about', 'bob', 'Credit', 'Zoo']
# python3实现方式
# by : kimtian 20190701
import functools


def cmp_ignore_case(s1, s2):
    u1 = s1.upper()
    u2 = s2.upper()
    if u1 < u2:
        return -1
    if u1 > u2:
        return 1
    return 0


print(sorted(['bob', 'about', 'Zoo', 'Credit'], key=functools.cmp_to_key(cmp_ignore_case)))

Python2实现方式：

def cmp_ignore_case(s1, s2):
    u1 = s1.upper()
    u2 = s2.upper()
    if u1 < u2:
        return -1
    if u1 > u2:
        return 1
    return 0

print sorted(['bob', 'about', 'Zoo', 'Credit'], cmp_ignore_case)

9.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。

（1）返回函数和返回值的区别：

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

（2）返回函数可以把一些计算延迟执行。

如：

def calc_sum(lst):
    def lazy_sum():
        return sum(lst)
    return lazy_sum

调用：

f = calc_sum([1, 2, 3, 4]) # 调用calc_sum()并没有计算出结果，而是返回函数。

f() # 对返回的函数进行调用时，才计算出结果。

（3）练习：编写一个函数calc_prod(lst)，它接收一个list，返回一个函数，返回函数可以计算参数的乘积。

python 3实现方式：

# coding:utf-8
# kimtian 2019.07.11
from functools import reduce


def calc_prod(lst):
    def calc_cheng():
        def cheng(x, y):
            return x * y

        return reduce(cheng, lst, 1)

    return calc_cheng


f = calc_prod([1, 2, 3, 4])
print(f())

python 2实现方式：

def calc_prod(lst):
    def calc_cheng():
        def cheng (x,y):
            return x * y
        return reduce(cheng, lst, 1)
    return calc_cheng

f = calc_prod([1, 2, 3, 4])
print f()

10.python中闭包

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。

练习：编写一个函数，让它正确返回能计算1x1、2x2、3x3的函数。

def count():
    fs = []
    for i in range(1, 4):
        def f(j):
            def g():
                return j*j
            return g
        r = f(i)
        fs.append(r)
    return fs

f1, f2, f3 = count()
print f1(), f2(), f3()