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Python进阶系列(二)
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2022.06.16 山东

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Map,Filter 和 Reduce

Map,Filter 和 Reduce 三个函数能为函数式编程提供便利。我们会通过实例一个一个讨论并理解它们。

Map

Map会将一个函数映射到一个输出列表的所有元素上。这是它的规范:

map(function_to_apply, list_of_inputs)

大多数时候,我们要把列表中所有元素一个个地传递给一个函数,并收集输出。比方说:

items = [1, 2, 3, 4, 5]

squared = []

for i in items:

    squared.append(i**2)

Map可以让我们用一种简单而漂亮得多的方式来实现。就是这样:

items = [1, 2, 3, 4, 5]

squared = list(map(lambda x: x**2, items))

大多数时候,我们使用匿名函数(lambdas)来配合map, 所以我在上面也是这么做的。 不仅用于一列表的输入。 我们甚至可以用于一列表的函数!

def multiply(x):

    return (x*x)

def add(x):

    return (x+x)

funcs = [multiply, add]

for i in range(5):

    value = map(lambda x: x(i), funcs)

    print(list(value))

    # 译者注:上面print时,加了list转换,是为了python2/3的兼容性

    # 在python2中map直接返回列表,但在python3中返回迭代器

    # 因此为了兼容python3, 需要list转换一下

Filter

顾名思义,filter过滤列表中的元素,并且返回一个由所有符合要求的元素所构成的列表,符合要求即函数映射到该元素时返回值为True. 这里是一个简短的例子:

number_list = range(-5, 5)

less_than_zero = filter(lambda x: x < 0, number_list)

print(list(less_than_zero))

# 译者注:上面print时,加了list转换,是为了python2/3的兼容性

# 在python2中filter直接返回列表,但在python3中返回迭代器

# 因此为了兼容python3, 需要list转换一下

# Output: [-5, -4, -3, -2, -1]

这个filter类似于一个for循环,但它是一个内置函数,并且更快。

注意:如果map和filter对你来说看起来并不优雅的话,那么你可以看看另外一章:列表/字典/元组推导式。

译者注:大部分情况下推导式的可读性更好

Reduce

当需要对一个列表进行一些计算并返回结果时,Reduce 是个非常有用的函数。举个例子,当你需要计算一个整数列表的乘积时。

通常在 python 中你可能会使用基本的 for 循环来完成这个任务。

现在我们来试试 reduce:

from functools import reduce

product = reduce( (lambda x, y: x * y), [1, 2, 3, 4] )

set(集合)数据结构

set(集合)是一个非常有用的数据结构。它与列表(list)的行为类似,区别在于set不能包含重复的值。

这在很多情况下非常有用。例如你可能想检查列表中是否包含重复的元素,你有两个选择,第一个需要使用for循环,就像这样:

some_list = ['a', 'b', 'c', 'b', 'd', 'm', 'n', 'n']

duplicates = []

for value in some_list:

    if some_list.count(value) > 1:

        if value not in duplicates:

            duplicates.append(value)

print(duplicates)

### 输出: ['b', 'n']

但还有一种更简单更优雅的解决方案,那就是使用集合(sets),你直接这样做:

some_list = ['a', 'b', 'c', 'b', 'd', 'm', 'n', 'n']

duplicates = set([x for x in some_list if some_list.count(x) > 1])

print(duplicates)

### 输出: set(['b', 'n'])

集合还有一些其它方法,下面我们介绍其中一部分。

交集

你可以对⽐两个集合的交集(两个集合中都有的数据),如下:

valid = set(['yellow', 'red', 'blue', 'green', 'black'])

input_set = set(['red', 'brown'])

print(input_set.intersection(valid))

### 输出: set(['red'])

差集

你可以用差集(difference)找出有效的数据,相当于用一个集合减去另一个集合的数据,例

如:

valid = set(['yellow', 'red', 'blue', 'green', 'black'])

input_set = set(['red', 'brown'])

print(input_set.difference(valid))

### 输出: set(['brown'])

你也可以用符号来创建集合,如:

a_set = {'red', 'blue', 'green'}

print(type(a_set))

### 输出: <type 'set'>

集合还有一些其它方法,我会建议访问官方文档并做个快速阅读。

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