回顧

在Python進階記錄之基礎篇（十一）中，我們介紹了Python中迭代器與生成器的相關知識點，需要重點掌握迭代器與生成器的概念與基本用法。今天我們來講一下Python中的幾個高階函數(shù)。

Python中的高階函數(shù)

所謂高階函數(shù)，指的是至少滿足下列條件之一的函數(shù)：接收一個或多個函數(shù)作為輸入；輸出一個函數(shù)。簡單來說，高階函數(shù)就是一個接受函數(shù)作為輸入或輸出的函數(shù)。高階函數(shù)是函數(shù)式編程的一種。Python中內(nèi)置的高階函數(shù)包括：map( )函數(shù)、reduce( )函數(shù)、filter( )函數(shù)和sorted( )函數(shù)。

map( )函數(shù)/reduce( )函數(shù)

MapReduce是一種編程模型，用于大規(guī)模數(shù)據(jù)集（大于1TB）的并行運算。概念'Map（映射）'和'Reduce（歸約）'是它們的主要思想，而這一思想正是借助了我們的map( )函數(shù)和reduce( )函數(shù)。

我們首先看一下map()函數(shù)。map( )函數(shù)接收兩個參數(shù)，第一個參數(shù)為函數(shù)，第二個參數(shù)為序列，功能是將傳入的函數(shù)依次作用于傳入序列的每個元素，并把結果作為新的列表返回。

假設現(xiàn)在有這樣一個需求：將列表[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]中的每個元素做平方運算。按之前所學的知識，我們可以使用for-in循環(huán)來實現(xiàn)這一需求。

可以看到，使用for-in循環(huán)需要新建一個列表，并通過循環(huán)將原列表中的每個元素進行計算后新增到新列表中?，F(xiàn)在我們使用map( )函數(shù)來實現(xiàn)這一需求。

map( )函數(shù)接受一個函數(shù)和序列，注意傳的是函數(shù)名，不要帶括號，map( )函數(shù)會自動將序列中的每個元素傳入函數(shù)，并返回經(jīng)過函數(shù)處理后的結果。當然，map( )函數(shù)返回的是一個map對象，我們需要把它轉(zhuǎn)成列表才能得到最后的結果。map( )函數(shù)作為高階函數(shù)，事實上它只是把運算規(guī)則抽象化了，我們不僅可以做一些數(shù)學運算，還能對傳入的序列做很多其他非運算型操作。

上述代碼中，我們將str( )函數(shù)傳入map( )函數(shù)，就將原列表中的數(shù)字轉(zhuǎn)化成了字符串。此外，我們也可以使用匿名函數(shù)作為參數(shù)傳入map()函數(shù)。

接下來我們看一下reduce( )函數(shù)。與map()函數(shù)一樣，reduce( )函數(shù)也是接收兩個參數(shù)，第一個參數(shù)為函數(shù)，第二個參數(shù)為序列。區(qū)別在于，reduce( )函數(shù)接收的函數(shù)必須有兩個參數(shù)，reduce( )函數(shù)會把每次作用結果繼續(xù)和序列的下一個元素做累積計算。這樣看起來可能有點難以理解，我們用一個表達式來表示如下：

舉一個簡單的例子，我們對一個序列做累加或累乘運算，就可以使用reduce()函數(shù)。

需要注意的是，Python3開始，reduce( )函數(shù)已經(jīng)不在全局名字空間里了，我們需要通過引入functools模塊才能調(diào)用reduce( )函數(shù)。

filter( )函數(shù)

filter( )函數(shù)也是Python中內(nèi)置的一個高階函數(shù)，主要用于過濾序列。filter( )函數(shù)同樣接收一個函數(shù)和一個序列，不同的是，filter( )函數(shù)接收的函數(shù)返回值必須是布爾值。filter( )函數(shù)將序列的每個元素作用于傳入的函數(shù)，然后根據(jù)返回值是True還是False決定是保留還是舍棄該元素。例如我們要取出一個序列中的所有偶數(shù)就可以使用filter( )函數(shù)。

filter( )函數(shù)的功能與它的名字一樣，就是用于過濾與篩選。所以使用filter( )函數(shù)其實就是實現(xiàn)一個過濾篩選功能。

sorted( )函數(shù)

Python中還有一個內(nèi)置的高階函數(shù)——sorted()函數(shù)。sorted( )函數(shù)的主要功能就是排序，從參數(shù)格式上與前面三個高階函數(shù)有所區(qū)別，sorted( )函數(shù)支持只接收一個序列。

上述代碼中sorted()函數(shù)默認是正序排序的，如果我們想要倒序排序，只需設置reverse=True即可。不難發(fā)現(xiàn)，sorted( )函數(shù)與我們之前介紹序列時序列內(nèi)部的sort( )函數(shù)基本一樣。

以上代碼比較了sort( )函數(shù)和sorted( )函數(shù)的用法區(qū)別，takeSecond函數(shù)的功能是指定序列元素中元組的第二個元素做比較。事實上，序列內(nèi)置的sort( )函數(shù)和全局高階函數(shù)sorted( )函數(shù)的功能都是排序，且傳參和用法都很相似。

總結

以上內(nèi)容介紹了高階函數(shù)的基本概念與Python中的幾個高階函數(shù)。需要重點理解高階函數(shù)的特點，掌握map( )函數(shù)、reduce( )函數(shù)、filter( )函數(shù)和sorted( )函數(shù)的用法和主要用途。高階函數(shù)是函數(shù)式編程的重要工具，我們要不斷練習去理解掌握好它。感謝大家的支持與關注，歡迎一起學習交流~