Python:高阶函数

其实就是将函数当做参数处理，本质上跟函数调用函数没区别，不过原理上是改变了引用。

在Python中可以将一个函数指向一个变量，在Java中只能将一个值或者对象指向一个变量，py这样唯一的好处就是让代码更简洁。

下面出题的部分我是直接复制过来的.有些太简单所以没做

python把函数作为参数

我们讲了高阶函数的概念，并编写了一个简单的高阶函数：

例子1：

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1def add(x, y, f):

2    return f(x) + f(y)

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如果传入abs作为参数f的值：

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1add(-5, 9, abs)

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根据函数的定义，函数执行的代码实际上是：

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1abs(-5) + abs(9)

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由于参数 x, y 和 f 都可以任意传入，如果 f 传入其他函数，就可以得到不同的返回值。

辅助理解：

abs为求绝对值函数。

f=abs

def add(x,y,f):

      return f(x)+f(y)   #这句实际上是 abs(x)+abs(y)

例子2：

自定义处理list集合的函数,既可四则运算，也可做删除或替换。

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：

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1def f(x):

2    return x*x

3print map(f, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])

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输出结果：

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1[1, 4, 9, 10, 25, 36, 49, 64, 81]

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**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。

任务

假设用户输入的英文名字不规范，没有按照首字母大写，后续字母小写的规则，请利用**map()**函数，把一个list（包含若干不规范的英文名字）变成一个包含规范英文名字的list：

输入：['adam', 'LISA', 'barT']
输出：['Adam', 'Lisa', 'Bart']

**?**不会了怎么办

**format_name(s)**函数接收一个字符串，并且要返回格式化后的字符串，利用map()函数，就可以输出新的list。

参考代码:

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1def format_name(s):

2    return s[0].upper() + s[1:].lower() #将第一个元素转为大写，后续元素转为小写，然后拼接。

3print map(format_name, ['adam', 'LISA', 'barT'])

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例子3

对list集合进行求和，求积，求商的函数

**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。

例如，编写一个f函数，接收x和y，返回x和y的和：

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1def f(x, y):

2    return x + y

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调用 **reduce(f, [1, 3, 5, 7, 9])**时，reduce函数将做如下计算：

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1先计算头两个元素：f(1, 3)，结果为4；

2再把结果和第3个元素计算：f(4, 5)，结果为9；

3再把结果和第4个元素计算：f(9, 7)，结果为16；

4再把结果和第5个元素计算：f(16, 9)，结果为25；

5由于没有更多的元素了，计算结束，返回结果25。

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上述计算实际上是对 list 的所有元素求和。虽然Python内置了求和函数sum()，但是，利用reduce()求和也很简单。

**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：

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1reduce(f, [1, 3, 5, 7, 9], 100)

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结果将变为125，因为第一轮计算是：

计算初始值和第一个元素：f(100, 1)，结果为101。

任务

Python内置了求和函数sum()，但没有求积的函数，请利用recude()来求积：

输入：[2, 4, 5, 7, 12]
输出：2*4*5*7*12的结果

**?**不会了怎么办

reduce()接收的函数f需要两个参数，并返回一个结果，以便继续进行下一轮计算。

参考代码:

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1def prod(x, y):

2    return x * y

3print reduce(prod, [2, 4, 5, 7, 12])

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例子4

对list集合进行过滤删除。

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。

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：

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1def is_odd(x):

2    return x % 2 == 1

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然后，利用filter()过滤掉偶数：

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

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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：

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1def is_not_empty(s):

2    return s and len(s.strip()) > 0

3filter(is_not_empty, ['test', None, '', 'str', '  ', 'END'])

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结果：['test', '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', ' ')，如下：

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1a = '     123'

2a.strip()

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结果： '123'

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1a='\t\t123\r\n'

2a.strip()

3

结果：'123'

任务

请利用filter()过滤出1~100中平方根是整数的数，即结果应该是：

[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

**?**不会了怎么办

**filter() **接收的函数必须判断出一个数的平方根是否是整数，而 **math.sqrt()**返回结果是浮点数。

参考代码:

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1import math

2def is_sqr(x):

3    r = int(math.sqrt(x))

4    return r*r==x

5print filter(is_sqr, range(1, 101))

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例子5

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]

但 **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：

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1def reversed_cmp(x, y):

2    if x > y:

3        return -1

4    if x < y:

5        return 1

6    return 0

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

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

2[36, 21, 12, 9, 5]

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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：

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

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

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'Zoo'排在'about'之前是因为'Z'的ASCII码比'a'小。

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']

**?**不会了怎么办

对于比较函数cmp_ignore_case(s1, s2)，要忽略大小写比较，就是先把两个字符串都变成大写（或者都变成小写），再比较。

参考代码:

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1def cmp_ignore_case(s1, s2):

2    u1 = s1.upper() #把字符串元素全部转换成大写，然后再做对比，然后sorted函数根据返回值来对元素的下标做修改。

3    u2 = s2.upper()

4    if u1 < u2:

5        return -1

6    if u1 > u2:

7        return 1

8    return 0

9print sorted(['bob', 'about', 'Zoo', 'Credit'], cmp_ignore_case)

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例子6

返回函数，延缓计算

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：

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1def f():

2    print 'call f()...'

3    # 定义函数g:

4    def g():

5        print 'call g()...'

6    # 返回函数g:

7    return g

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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：

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1>>> x = f()   # 调用f()

2call f()...

3>>> x   # 变量x是f()返回的函数：

4<function g at 0x1037bf320>

5>>> x()   # x指向函数，因此可以调用

6call g()...   # 调用x()就是执行g()函数定义的代码

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请注意区分返回函数和返回值：

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1def myabs():

2    return abs   # 返回函数

3def myabs2(x):

4    return abs(x)   # 返回函数调用的结果，返回值是一个数值

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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：

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1def calc_sum(lst):

2    return sum(lst)

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调用calc_sum()函数时，将立刻计算并得到结果：

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

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但是，如果返回一个函数，就可以“延迟计算”：

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1def calc_sum(lst):

2    def lazy_sum():

3        return sum(lst)

4    return lazy_sum

5

# 调用calc_sum()并没有计算出结果，而是返回函数:

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

2>>> f

3<function lazy_sum at 0x1037bfaa0>

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# 对返回的函数进行调用时，才计算出结果:

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1>>> f()

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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。

任务

请编写一个函数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。

先定义能计算乘积的函数，再将此函数返回。

参考代码:

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1def calc_prod(lst):

2    def lazy_prod():   

3        def f(x, y):   

4            return x * y #返回变量

5        return reduce(f, lst, 1)#返回变量

6    return lazy_prod #返回函数

7f = calc_prod([1, 2, 3, 4])

8print f()

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