python入门-4.函数式编程
函数式编程的一个特点就是,允许把函数本身作为参数传入另一个函数,还允许返回一个函数!
Python对函数式编程提供部分支持。由于Python允许使用变量,因此,Python不是纯函数式编程语言。
高阶函数
什么是高阶函数?我们以实际代码为例子,一步一步深入概念。
变量可以指向函数
以Python内置的求绝对值的函数abs()
为例,调用该函数用以下代码:
>>> abs(-10)
10
但是,如果只写abs
呢?
>>> abs
<built-in function abs>
可见,abs(-10)
是函数调用,而abs
是函数本身。
要获得函数调用结果,我们可以把结果赋值给变量:
>>> x = abs(-10)
>>> x
10
但是,如果把函数本身赋值给变量呢?
>>> f = abs
>>> f
<built-in function abs>
结论:函数本身也可以赋值给变量,即:变量可以指向函数。
如果一个变量指向了一个函数,那么,可否通过该变量来调用这个函数?用代码验证一下:
>>> f = abs
>>> f(-10)
10
成功!说明变量f
现在已经指向了abs
函数本身。直接调用abs()
函数和调用变量f()
完全相同。
函数名也是变量
那么函数名是什么呢?函数名其实就是指向函数的变量!对于abs()
这个函数,完全可以把函数名abs
看成变量,它指向一个可以计算绝对值的函数!
如果把abs
指向其他对象,会有什么情况发生?
>>> abs = 10
>>> abs(-10)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: \'int\' object is not callable
把abs
指向10
后,就无法通过abs(-10)
调用该函数了!因为abs
这个变量已经不指向求绝对值函数而是指向一个整数10
!
当然实际代码绝对不能这么写,这里是为了说明函数名也是变量。要恢复abs
函数,请重启Python交互环境。
注:由于abs
函数实际上是定义在import builtins
模块中的,所以要让修改abs
变量的指向在其它模块也生效,要用import builtins; builtins.abs = 10
。
传入函数
既然变量可以指向函数,函数的参数能接收变量,那么一个函数就可以接收另一个函数作为参数,这种函数就称之为高阶函数。
一个最简单的高阶函数:
def add(x, y, f):
return f(x) + f(y)
当我们调用add(-5, 6, abs)
时,参数x
,y
和f
分别接收-5
,6
和abs
,根据函数定义,我们可以推导计算过程为:
x = -5
y = 6
f = abs
f(x) + f(y) ==> abs(-5) + abs(6) ==> 11
return 11
x = -5y = 6f = absf(x) + f(y) ==> abs(-5) + abs(6) ==> 11return 11
编写高阶函数,就是让函数的参数能够接收别的函数。
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
,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。
举例说明,比如我们有一个函数f(x)=x2,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:
f(x) = x * x │ │ ┌───┬───┬───┬───┼───┬───┬───┬───┐ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼[ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ] │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼[ 1 4 9 16 25 36 49 64 81 ]
现在,我们用Python代码实现:
>>> 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()
传入的第一个参数是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的每一个元素并把结果生成一个新的list”吗?
所以,map()
作为高阶函数,事实上它把运算规则抽象了,因此,我们不但可以计算简单的f(x)=x2,还可以计算任意复杂的函数,比如,把这个list所有数字转为字符串:
>>> 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[x1, x2, x3, ...]
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计算,其效果就是:
reduce(f, [x1, x2, x3, x4]) = f(f(f(x1, x2), x3), x4)
比方说对一个序列求和,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):... digits = {\'0\': 0, \'1\': 1, \'2\': 2, \'3\': 3, \'4\': 4, \'5\': 5, \'6\': 6, \'7\': 7, \'8\': 8, \'9\': 9}... return digits[s]...>>> reduce(fn, map(char2num, \'13579\'))13579
整理成一个str2int
的函数就是:
from functools import reduceDIGITS = {\'0\': 0, \'1\': 1, \'2\': 2, \'3\': 3, \'4\': 4, \'5\': 5, \'6\': 6, \'7\': 7, \'8\': 8, \'9\': 9}def str2int(s): def fn(x, y): return x * 10 + y def char2num(s): return DIGITS[s] return reduce(fn, map(char2num, s))
假设Python没有提供int()
函数,你完全可以自己写一个把字符串转化为整数的函数,而且只需要几行代码!
练习
1.利用map()
函数,把用户输入的不规范的英文名字,变为首字母大写,其他小写的规范名字。输入:[\'adam\', \'LISA\', \'barT\']
,输出:[\'Adam\', \'Lisa\', \'Bart\']
:
def normalize(s): return s[0].upper()+s[1:].lower()
# 测试:L1 = [\'adam\', \'LISA\', \'barT\']L2 = list(map(normalize, L1))print(L2)
2.Python提供的sum()
函数可以接受一个list并求和,请编写一个prod()
函数,可以接受一个list并利用reduce()
求积:
from functools import reducedef mul(x,y): return x*ydef prod(l): return reduce(mul,l)
print(\'3 * 5 * 7 * 9 =\', prod([3, 5, 7, 9]))if prod([3, 5, 7, 9]) == 945: print(\'测试成功!\')else: print(\'测试失败!\')
3.利用map
和reduce
编写一个str2float
函数,把字符串\'123.456\'
转换成浮点数123.456
:
from functools import reducedef num2int(x, y): return x * 10 + ydef str2num(s): DIGITS = {\'0\': 0, \'1\': 1, \'2\': 2, \'3\': 3, \'4\': 4, \'5\': 5, \'6\': 6, \'7\': 7, \'8\': 8, \'9\': 9} return DIGITS[s]def str2float(s): L = s.split(\'.\', 1) L1 = reduce(num2int, map(str2num, L[0])) L2 = reduce(num2int, map(str2num, L[1])) * (0.1 ** len(L[1])) return L1 + L2
print(\'str2float(\\'123.456\\') =\', str2float(\'123.456\'))if abs(str2float(\'123.456\') - 123.456) < 0.00001: print(\'测试成功!\')else: print(\'测试失败!\')
filter
Python内建的filter()
函数用于过滤序列。
和map()
类似,filter()
也接收一个函数和一个序列。和map()
不同的是,filter()
把传入的函数依次作用于每个元素,然后根据返回值是True
还是False
决定保留还是丢弃该元素。
例如,在一个list中,删掉偶数,只保留奇数,可以这么写:
def is_odd(n): return n % 2 == 1list(filter(is_odd, [1, 2, 4, 5, 6, 9, 10, 15]))# 结果: [1, 5, 9, 15]
把一个序列中的空字符串删掉,可以这么写:
def not_empty(s): return s and s.strip()list(filter(not_empty, [\'A\', \'\', \'B\', None, \'C\', \' \']))# 结果: [\'A\', \'B\', \'C\']
把一个序列中的空字符串删掉,可以这么写:
def not_empty(s): return s and s.strip()list(filter(not_empty, [\'A\', \'\', \'B\', None, \'C\', \' \']))# 结果: [\'A\', \'B\', \'C\']
可见用filter()
这个高阶函数,关键在于正确实现一个“筛选”函数。
注意到filter()
函数返回的是一个Iterator
,也就是一个惰性序列,所以要强迫filter()
完成计算结果,需要用list()
函数获得所有结果并返回list。
用filter求素数
首先,列出从2
开始的所有自然数,构造一个序列:
2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, …
取序列的第一个数2
,它一定是素数,然后用2
把序列的2
的倍数筛掉:
3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, …
取新序列的第一个数3
,它一定是素数,然后用3
把序列的3
的倍数筛掉:
5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, …
取新序列的第一个数5
,然后用5
把序列的5
的倍数筛掉:
7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, …
不断筛下去,就可以得到所有的素数。
用Python来实现这个算法,可以先构造一个从3
开始的奇数序列:
def _odd_iter(): n = 1 while True: n = n + 2 yield n
注意这是一个生成器,并且是一个无限序列。
然后定义一个筛选函数:
def _not_divisible(n): return lambda x: x % n > 0
最后,定义一个生成器,不断返回下一个素数:
def primes(): yield 2 it = _odd_iter() # 初始序列 while True: n = next(it) # 返回序列的第一个数 yield n it = filter(_not_divisible(n), it) # 构造新序列
这个生成器先返回第一个素数2
,然后,利用filter()
不断产生筛选后的新的序列。
由于primes()
也是一个无限序列,所以调用时需要设置一个退出循环的条件:
# 打印1000以内的素数:for n in primes(): if n < 1000: print(n) else: break
小结
filter()
的作用是从一个序列中筛出符合条件的元素。由于filter()
使用了惰性计算,所以只有在取filter()
结果的时候,才会真正筛选并每次返回下一个筛出的元素。
练习
回文数是指从左向右读和从右向左读都是一样的数,例如12321
,909
。请利用filter()
筛选出回文数:
def is_palindrome(m): s=str(m) return s==s[::-1]
# 测试:output = filter(is_palindrome, range(1, 1000))print(\'1~1000:\', list(output))if list(filter(is_palindrome, range(1, 200))) == [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88, 99, 101, 111, 121, 131, 141, 151, 161, 171, 181, 191]: print(\'测试成功!\')else: print(\'测试失败!\')
sorted
排序算法
排序也是在程序中经常用到的算法。无论使用冒泡排序还是快速排序,排序的核心是比较两个元素的大小。如果是数字,我们可以直接比较,但如果是字符串或者两个dict呢?直接比较数学上的大小是没有意义的,因此,比较的过程必须通过函数抽象出来。
Python内置的sorted()
函数就可以对list进行排序:
>>> sorted([36, 5, -12, 9, -21])[-21, -12, 5, 9, 36]
此外,sorted()
函数也是一个高阶函数,它还可以接收一个key
函数来实现自定义的排序,例如按绝对值大小排序
>>> sorted([36, 5, -12, 9, -21], key=abs)[5, 9, -12, -21, 36]
key指定的函数将作用于list的每一个元素上,并根据key函数返回的结果进行排序。对比原始的list和经过key=abs
处理过的list:
list = [36, 5, -12, 9, -21]keys = [36, 5, 12, 9, 21]
然后sorted()
函数按照keys进行排序,并按照对应关系返回list相应的元素:
keys排序结果 => [5, 9, 12, 21, 36] | | | | |最终结果 => [5, 9, -12, -21, 36]
我们再看一个字符串排序的例子:
>>> sorted([\'bob\', \'about\', \'Zoo\', \'Credit\'])[\'Credit\', \'Zoo\', \'about\', \'bob\']
默认情况下,对字符串排序,是按照ASCII的大小比较的,由于\'Z\' < \'a\'
,结果,大写字母Z
会排在小写字母a
的前面。
现在,我们提出排序应该忽略大小写,按照字母序排序。要实现这个算法,不必对现有代码大加改动,只要我们能用一个key函数把字符串映射为忽略大小写排序即可。忽略大小写来比较两个字符串,实际上就是先把字符串都变成大写(或者都变成小写),再比较。
这样,我们给sorted
传入key函数,即可实现忽略大小写的排序:
>>> sorted([\'bob\', \'about\', \'Zoo\', \'Credit\'], key=str.lower)[\'about\', \'bob\', \'Credit\', \'Zoo\']
要进行反向排序,不必改动key函数,可以传入第三个参数reverse=True
:
>>> sorted([\'bob\', \'about\', \'Zoo\', \'Credit\'], key=str.lower, reverse=True)[\'Zoo\', \'Credit\', \'bob\', \'about\']
从上述例子可以看出,高阶函数的抽象能力是非常强大的,而且,核心代码可以保持得非常简洁。
小结
sorted()
也是一个高阶函数。用sorted()
排序的关键在于实现一个映射函数。
练习
假设我们用一组tuple表示学生名字和成绩:
L = [(\'Bob\', 75), (\'Adam\', 92), (\'Bart\', 66), (\'Lisa\', 88)]
请用sorted()
对上述列表分别按名字排序:
def by_name(s): return s[0].lower()
L2 = sorted(L, key=by_name)print(L2)
再按成绩从高到低排序:
def by_score(s): return -s[1]
L = [(\'Bob\', 75), (\'Adam\', 92), (\'Bart\', 66), (\'Lisa\', 88)]L3 = sorted(L, key=by_score)print(L3)
返回函数
函数作为返回值
高阶函数除了可以接受函数作为参数外,还可以把函数作为结果值返回。
我们来实现一个可变参数的求和。通常情况下,求和的函数是这样定义的:
def calc_sum(*args): ax = 0 for n in args: ax = ax + n return ax
但是,如果不需要立刻求和,而是在后面的代码中,根据需要再计算怎么办?可以不返回求和的结果,而是返回求和的函数:
def lazy_sum(*args): def sum(): ax = 0 for n in args: ax = ax + n return ax return sum
当我们调用lazy_sum()
时,返回的并不是求和结果,而是求和函数:
>>> f = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9)>>> f<function lazy_sum.<locals>.sum at 0x101c6ed90>
调用函数f
时,才真正计算求和的结果:
>>> f()25
在这个例子中,我们在函数lazy_sum
中又定义了函数sum
,并且,内部函数sum
可以引用外部函数lazy_sum
的参数和局部变量,当lazy_sum
返回函数sum
时,相关参数和变量都保存在返回的函数中,这种称为“闭包(Closure)”的程序结构拥有极大的威力。
请再注意一点,当我们调用lazy_sum()
时,每次调用都会返回一个新的函数,即使传入相同的参数:
>>> f1 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9)>>> f2 = lazy_sum(1, 3, 5, 7, 9)>>> f1==f2False
f1()
和f2()
的调用结果互不影响。
闭包
注意到返回的函数在其定义内部引用了局部变量args
,所以,当一个函数返回了一个函数后,其内部的局部变量还被新函数引用,所以,闭包用起来简单,实现起来可不容易。
另一个需要注意的问题是,返回的函数并没有立刻执行,而是直到调用了f()
才执行。我们来看一个例子:
def count(): fs = [] for i in range(1, 4): def f(): return i*i fs.append(f) return fsf1, f2, f3 = count()
在上面的例子中,每次循环,都创建了一个新的函数,然后,把创建的3个函数都返回了。
你可能认为调用f1()
,f2()
和f3()
结果应该是1
,4
,9
,但实际结果是:
>>> f1()9>>> f2()9>>> f3()9
全部都是9
!原因就在于返回的函数引用了变量i
,但它并非立刻执行。等到3个函数都返回时,它们所引用的变量i
已经变成了3
,因此最终结果为9
。
返回闭包时牢记一点: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。
如果一定要引用循环变量怎么办?方法是再创建一个函数,用该函数的参数绑定循环变量当前的值,无论该循环变量后续如何更改,已绑定到函数参数的值不变:
def count(): def f(j): def g(): return j*j return g fs = [] for i in range(1, 4): fs.append(f(i)) # f(i)立刻被执行,因此i的当前值被传入f() return fs
再看看结果:
>>> f1, f2, f3 = count()>>> f1()1>>> f2()4>>> f3()9
缺点是代码较长,可利用lambda函数缩短代码。
小结
一个函数可以返回一个计算结果,也可以返回一个函数。
返回一个函数时,牢记该函数并未执行,返回函数中不要引用任何可能会变化的变量。
参考源码
练习
利用闭包返回一个计数器函数,每次调用它返回递增整数:
def createCounter(): a=[0] def counter(): a[0]+=1 return a[0] return counter
# 测试:counterA = createCounter()print(counterA(), counterA(), counterA(), counterA(), counterA()) # 1 2 3 4 5counterB = createCounter()if [counterB(), counterB(), counterB(), counterB()] == [1, 2, 3, 4]: print(\'测试通过!\')else: print(\'测试失败!\')
匿名函数
当我们在传入函数时,有些时候,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)=x2时,除了定义一个f(x)
的函数外,还可以直接传入匿名函数:
>>> list(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,不用写return
,返回值就是该表达式的结果。
用匿名函数有个好处,因为函数没有名字,不必担心函数名冲突。此外,匿名函数也是一个函数对象,也可以把匿名函数赋值给一个变量,再利用变量来调用该函数:
>>> f = lambda x: x * x>>> f<function <lambda> at 0x101c6ef28>>>> f(5)25
同样,也可以把匿名函数作为返回值返回,比如:
def build(x, y): return lambda: x * x + y * y
小结
Python对匿名函数的支持有限,只有一些简单的情况下可以使用匿名函数。
练习
请用匿名函数改造下面的代码:
def is_odd(n): return n % 2 == 1L = list(filter(is_odd, range(1, 20)))
L = list(filter(lambda x:x%2==1, range(1, 20)))
装饰器
由于函数也是一个对象,而且函数对象可以被赋值给变量,所以,通过变量也能调用该函数。
>>> def now():... print(\'2015-3-25\')...>>> f = now>>> f()2015-3-25
函数对象有一个__name__
属性,可以拿到函数的名字:
>>> now.__name__\'now\'>>> f.__name__\'now\'
现在,假设我们要增强now()
函数的功能,比如,在函数调用前后自动打印日志,但又不希望修改now()
函数的定义,这种在代码运行期间动态增加功能的方式,称之为“装饰器”(Decorator)。
本质上,decorator就是一个返回函数的高阶函数。所以,我们要定义一个能打印日志的decorator,可以定义如下:
def log(func): def wrapper(*args, **kw): print(\'call %s():\' % func.__name__) return func(*args, **kw) return wrapper
观察上面的log
,因为它是一个decorator,所以接受一个函数作为参数,并返回一个函数。我们要借助Python的@语法,把decorator置于函数的定义处:
@logdef now(): print(\'2015-3-25\')
调用now()
函数,不仅会运行now()
函数本身,还会在运行now()
函数前打印一行日志:
>>> now()call now():2015-3-25
把@log
放到now()
函数的定义处,相当于执行了语句:
now = log(now)
由于log()
是一个decorator,返回一个函数,所以,原来的now()
函数仍然存在,只是现在同名的now
变量指向了新的函数,于是调用now()
将执行新函数,即在log()
函数中返回的wrapper()
函数。
wrapper()
函数的参数定义是(*args, **kw)
,因此,wrapper()
函数可以接受任意参数的调用。在wrapper()
函数内,首先打印日志,再紧接着调用原始函数。
如果decorator本身需要传入参数,那就需要编写一个返回decorator的高阶函数,写出来会更复杂。比如,要自定义log的文本:
def log(text): def decorator(func): def wrapper(*args, **kw): print(\'%s %s():\' % (text, func.__name__)) return func(*args, **kw) return wrapper return decorator
这个3层嵌套的decorator用法如下:
@log(\'execute\')def now(): print(\'2015-3-25\')
执行结果如下:
>>> now()execute now():2015-3-25
和两层嵌套的decorator相比,3层嵌套的效果是这样的:
>>> now = log(\'execute\')(now)
我们来剖析上面的语句,首先执行log(\'execute\')
,返回的是decorator
函数,再调用返回的函数,参数是now
函数,返回值最终是wrapper
函数。
以上两种decorator的定义都没有问题,但还差最后一步。因为我们讲了函数也是对象,它有__name__
等属性,但你去看经过decorator装饰之后的函数,它们的__name__
已经从原来的\'now\'
变成了\'wrapper\'
:
>>> now.__name__\'wrapper\'
因为返回的那个wrapper()
函数名字就是\'wrapper\'
,所以,需要把原始函数的__name__
等属性复制到wrapper()
函数中,否则,有些依赖函数签名的代码执行就会出错。
不需要编写wrapper.__name__ = func.__name__
这样的代码,Python内置的functools.wraps
就是干这个事的,所以,一个完整的decorator的写法如下:
import functoolsdef log(func): @functools.wraps(func) def wrapper(*args, **kw): print(\'call %s():\' % func.__name__) return func(*args, **kw) return wrapper
或者针对带参数的decorator:
import functoolsdef log(text): def decorator(func): @functools.wraps(func) def wrapper(*args, **kw): print(\'%s %s():\' % (text, func.__name__)) return func(*args, **kw) return wrapper return decorator
import functools
是导入functools
模块。模块的概念稍候讲解。现在,只需记住在定义wrapper()
的前面加上@functools.wraps(func)
即可。
小结
在面向对象(OOP)的设计模式中,decorator被称为装饰模式。OOP的装饰模式需要通过继承和组合来实现,而Python除了能支持OOP的decorator外,直接从语法层次支持decorator。Python的decorator可以用函数实现,也可以用类实现。
decorator可以增强函数的功能,定义起来虽然有点复杂,但使用起来非常灵活和方便。
请编写一个decorator,能在函数调用的前后打印出\'begin call\'
和\'end call\'
的日志。
练习
请设计一个decorator,它可作用于任何函数上,并打印该函数的执行时间:
import time, functoolsdef metric(fn): @functools.wraps(fn) def wrapper(*args, **kw): start=time.time() fn(*args, **kw) end=time.time() print(\'%s executed in %s ms\' % (fn.__name__, end-start)) return fn(*args, **kw) return wrapper
# 测试@metricdef fast(x, y): time.sleep(0.0012) return x + y;@metricdef slow(x, y, z): time.sleep(0.1234) return x * y * z;f = fast(11, 22)s = slow(11, 22, 33)if f != 33: print(\'测试失败!\')elif s != 7986: print(\'测试失败!\')
偏函数
Python的functools
模块提供了很多有用的功能,其中一个就是偏函数(Partial function)。要注意,这里的偏函数和数学意义上的偏函数不一样。
在介绍函数参数的时候,我们讲到,通过设定参数的默认值,可以降低函数调用的难度。而偏函数也可以做到这一点。举例如下:
int()
函数可以把字符串转换为整数,当仅传入字符串时,int()
函数默认按十进制转换:
>>> int(\'12345\')12345
但int()
函数还提供额外的base
参数,默认值为10
。如果传入base
参数,就可以做N进制转换成10进制:
>>> int(\'12345\', base=8)5349>>> int(\'12345\', 16)74565
假设要转换大量的二进制字符串,每次都传入int(x, base=2)
非常麻烦,于是,我们想到,可以定义一个int2()
的函数,默认把base=2
传进去:
def int2(x, base=2): return int(x, base)
这样,我们转换二进制就非常方便了:
>>> int2(\'1000000\')64>>> int2(\'1010101\')85
functools.partial
就是帮助我们创建一个偏函数的,不需要我们自己定义int2()
,可以直接使用下面的代码创建一个新的函数int2
:
>>> import functools>>> int2 = functools.partial(int, base=2)>>> int2(\'1000000\')64>>> int2(\'1010101\')85
所以,简单总结functools.partial
的作用就是,把一个函数的某些参数给固定住(也就是设置默认值),返回一个新的函数,调用这个新函数会更简单。
注意到上面的新的int2
函数,仅仅是把base
参数重新设定默认值为2
,但也可以在函数调用时传入其他值:
最后,创建偏函数时,实际上可以接收函数对象、*args
和**kw
这3个参数,当传入:
int2 = functools.partial(int, base=2)
实际上固定了int()函数的关键字参数base
,也就是:
int2(\'10010\')
kw = { \'base\': 2 }int(\'10010\', **kw)
当传入:
max2 = functools.partial(max, 10)
实际上会把10
作为*args
的一部分自动加到左边,也就是:
max2(5, 6, 7)
相当于:
args = (10, 5, 6, 7)max(*args)
结果为10
。
小结
当函数的参数个数太多,需要简化时,使用functools.partial
可以创建一个新的函数,这个新函数可以固定住原函数的部分参数,从而在调用时更简单。