Python高阶函数使用总结！

作者：皮钱超，厦门大学

审稿人：耿远昊，Datawhale成员，华东师范大学，开源教程《Joyful-Pandas》核心贡献者。

本文结合各种实际的例子详细讲解了​​Python​​5个内建高阶函数的使用，能够帮助理解Python的数据结构和提高数据处理的效率，这5个函数分别是：

• map
• reduce
• filter
• sorted/sort
• zip

一、map

1.1 语法

​​map​​​函数的基本语法是​​map(func, seq)​​​，其含义指的是：对后面可迭代序列中的每个元素执行前面的函数​​func​​的功能，最终获取到一个新的序列。注意：

• ​​Python2​​ 中直接返回的是一个列表
• ​​Python3​​ 中返回的是一个可迭代器，如果想返回列表，可以使用list()进行处理

help(map)  # 查看帮助信息

1.2 demo

通过举例说明​​map​​函数的使用方法

1. 使用Python内置函数

2. 使用自定义函数

3. 使用匿名函数lambda

使用匿名函数的时候可以有多个参数

二、reduce

2.1 语法

​​reduce​​函数的定义：

reduce(function, sequence [, initial] ) -> value

​​reduce​​​依次从​​sequence​​​中取一个元素，和上一次调用​​function​​​的结果做参数，再次调用​​function​​。

“

第一次调用function时，如果提供initial参数，会以sequence中的第一个元素和initial作为参数调用function，否则会以序列sequence的第一个数

”

2.2 使用

​​Python3​​​中已将​​reduce​​​函数移到​​functools​​模块中，需要先进行导入：

from functools import reduce   # 导入

help(reduce)  # 查看帮助文档

上面的例子我们通过一个图形来解释说明：

2.3 demo

1. 使用自定义函数

2. 使用匿名函数lambda

image-20201024185550970

3. 一个复杂的例子

具体过程为：

1. 1*2+1=3
2. 3*3+1=10  # 第一个3为上面的结果3，第2个原始数据中的3
3. 10*4+1=41

4. 带有初始值的例子

初始化值和序列中的第一个值执行func函数，将得到的结果作为下次的起始值

# 具体过程解释为

1. 6+1=7  
2. 7+2=9
3. 9+3=12
4. 12+4=16
5. 16+5=21

三、filter

3.1 语法

​​filter()​​函数用于过滤序列，过滤掉不符合条件的那些元素，返回符合条件的元素组成新列表。

序列中的每个元素作为参数传递给函数进行判断，返回True或者False，最后将返回True的元素放到新列表中。

​​filter()​​语法如下：

filter(function, iterable)  # 前者为函数，后者为待执行的序列

3.2 demo

help(filter)  # 帮助文档

1. 使用自定义函数

返回10以内的偶数

2. 使用匿名函数lambda

3. 对字符串的筛选

选择符合指定要求的字符串

四、sorted

4.1 语法

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

4.2 3个参数

​​sorted()​​接受3个参数，返回的是一个排序后的列表

• 可迭代对象​​iterable​​
• ​​reverse=False​​​，接受一个布尔值，选择是否反转排序结果，默认是​​False​​
• 接受一个回调函数​​key=None​​，回调函数只能有一个参数，根据函数的返回值进行排序

4.3 demo

help(sorted)  # 帮助文档

1. 默认不反转

2. 对元组、range对象、字典的排序

4.4 结果反转

结果反转的意义就是将结果降序排列，因为原本默认是升序的，使用的是​​reverse=True​​

4.5 理解key

​​key​​参数的作用是我们自定义一个函数，然后通过将序列中的元素作用于函数之后再进行排序

在这里我们使用绝对值函数

4.6 对比sort()

sort()方法只能对原列表list进行排序，参数和sorted是相同的

结果是将原来的列表直接原地修改，而sorted 是生成新的列表，二者是不同的

五、zip

​​zip()​​​是​​Python​​中一个非常重要的方法，能够快速的实现很多功能。

5.1 语法

zip([iterable,...])  # iterable是一个或者多个可迭代器

• 函数执行的结果在Python3中返回的是一个zip对象，如果需要展示成列表的形式，直接使用list方法展开；展开的结果是列表中嵌套元组的形式
• 在Python2中直接返回的是​​元组列表​​形式

help(zip)  # 查看文档

5.2 zip接受一个序列

​​zip​​中可以接受列表、元组、字符串等形式

​​zip​​接受空列表的形式，返回的仍空列表

5.3 zip接受多个序列

同时对不同类型的序列进行合并

5.4 处理长度不同

当多个序列同时存在，取长度最小的那个序列的长度

5.5 zip(*iterables)

我们一般认为该方法是​​zip​​​的反过程，是一个​​unzip​​的过程，举例说明其使用：

5.6 复杂例子

下面看一个更为复杂的例子

这个例子的解释为：

1. ​​[x]​​​是一个列表中含有列表，​​x​​本身就是一个列表
2. ​​[x]*3​​​结果为​​[x,x,x]​​​，实际上也是​​[[4,5,6],[4,5,6],[4,5,6]]​​
3. ​​[*[x]*3]​​​的结果则为​​[(4,4,4),(5,5,5),(6,6,6)]​​

5.7 zip运用

下面通过​​zip​​的实际例子来说明它的应用：

1. 列表求和

2. 数据合并

3. 字典的key-value转换

​​for​​循环实现：

使用​​zip​​实现：

​