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【Python基礎知識】Python高階函數

  • 發布: python培訓
  • 來源:python干貨資料
  • 2020-11-25 10:59:12
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高階函數是指接收函數為參數,或者將函數作為結果返回的函數。

(1)sorted()函數

sorted()函數用于對可迭代對象進行排序。除此之外,sorted()函數是高階函數,可以傳遞給sorted()函數一個自定義的函數作為參數,這個參數的名字是key,必須以關鍵字參數的形式傳遞。sorted()函數要比較的每個值都會傳入key指定名稱的函數內,并根據該函數的返回值進行比較,以實現按自定義的排序方式進行排序。

例如,下面的列表中包含了一些代表動物的字符串,將它們進行排列:

  1. >>> animals = ['panda''lion''tiger''fox''elephant'
  2. >>> sorted(animals)   # 未指定key參數 
  3. ['elephant''fox''lion''panda''tiger'
  4. >>> sorted(animals, key=len)   # 指定key參數的值為len 
  5. ['fox''lion''panda''tiger''elephant'

在未指定key參數的情況下,列表按照字典順序排序。在指定key參數的值為len的情況下,列表按照字符串的長度排序(len()函數),animals列表中的每個字符串都“輸入”len()函數,再將字符串的長度作為返回值“輸出”,如'fox'的長度為3,數值最小,故排在第一位,'elephant'長度為8,數值最大,故排在最后一位。注意,此處len()函數沒有括號,是將函數名作為參數,如果加上括號,那么是調用函數。

再舉另外一個示例,字符串的lower()方法是將字母變成小寫字母,同樣也可以使用str.lower()將lower()方法作為函數使用,下面兩種方式是等價的:

  1. >>> 'P'.lower() 
  2. 'p' 
  3. >>> str.lower('P'
  4. 'p' 

知道這個知識后,就能將str.lower()函數用在字符串排序中了。下面的示例中,將含有字母的列表排序:

  1. >>> letters = ['a''Y''z''B'
  2. >>> sorted(letters)   # 未指定排序方式,按默認方式排序,大寫字母總在小寫字母前面 
  3. ['B''Y''a''z'
  4. >>> letters = ['a''Y''z''B']  
  5. >>> sorted(letters, key=str.lower)   # 將所有字母全部變為小寫字母再排序 
  6. ['a''B''Y''z'

除了使用內建函數之外,當然也可以使用自定義的函數來指定排序規則。仍然使用前面的animals列表,這次將'panda'排在第一位,剩下的動物依舊按照字符串的長度排序。

  1. >>> animals = ['panda''lion''tiger''fox''elephant'
  2. >>> def panda_first(animal): 
  3. ...     if animal == 'panda':   # 如果是'panda',返回0,使其排在第一位 
  4. ...         return 0 
  5. ...     else:   # 如果是其他動物,那么返回它的長度 
  6. ...         return len(animal) 
  7. ...  
  8. >>> sorted(animals, key=panda_first)   
  9. ['panda''fox''lion''tiger''elephant'

然而,通常為了給key參數提供一個值而編寫一個普通函數是不太值得的,往往使用匿名函數即可:

  1. >>> animals = ['panda''lion''tiger''fox''elephant'
  2. >>> sorted(animals, key=lambda animal: 0 if animal == 'panda' else len(animal)) 
  3. ['panda''fox''lion''tiger''elephant'

這個匿名函數看起來有些復雜,它的參數是animal,表達式是一個三目表達式:如果animal的值是'panda',返回0,否則返回animal的長度。使用匿名函數可以在一行內方便地將列表排列成指定順序。

使用sorted()函數和匿名函數還可以用來給字典排序。例如,將下面的水果字典(將字典的值想象為水果數量)按照水果數量從大到小的順序排序:

  1. >>> fruits = {'apple'10'banana'42'orange'5'mango'18
  2. >>> sorted(fruits.items(), key=lambda item: item[1])   #比較字典的第2項 
  3. [('orange'5), ('apple'10), ('mango'18), ('banana'42)] 

由于sorted()函數只能對可迭代對象進行排序,而字典的items()方法返回的值可以迭代,因此,可以使用items()方法進行迭代。

(2)max()函數和min()函數

max()函數和min()函數也是高階函數,與sorted()函數的相似之處在于,它們也要經過比較才能返回值(可以理解為sorted()排序后的最大值和最小值)。max()函數和min()函數也有key參數,作用機制與sorted()函數一致。

例如,下面的字典中存儲著各個同學的分數,使用max()找到分數最高的同學:

  1. >>> grade = {'小明'72'梅梅'81'麗麗'58
  2. >>> max(grade.items(), key=lambda item: item[1]) 
  3. ('梅梅'81

假設老師給小明加了10分,那么需要改動匿名函數:

  1. >>> grade = {'小明'72'梅梅'81'麗麗'58
  2. >>> max(grade.items(), key=lambda item: item[1] + 10 if item[0] == '小明' else item[1]) 
  3. ('小明'72

min()函數與max()函數是相似的,只是min()函數返回的是最小值:

  1. >>> numbers = [15400280082142100099
  2. >>> min(numbers) 
  3. 15 

下面將用自定義的函數作為key參數的值,這個參數返回一個數字各個位相加的和(由于這個函數稍微有些復雜,因此,建議使用def關鍵字定義函數):

  1. >>> def sum_digit(num): 
  2. ...     sum = 0  
  3. ...     while num: 
  4. ...         sum += num % 10 
  5. ...         num = num // 10 
  6. ...     return sum 
  7. >>> # 下面簡單測試一下這個函數的正確性 
  8. >>> sum_digit(46)  # 4和6相加為10 
  9. 10 
  10. >>> sum_digit(99)  # 9和9相加為18 
  11. 18 
  12. >>> sum_digit(1000# 1和0相加為1 
  13. 1 
  14. >>> # 下面使用這個函數作為key參數的值 
  15. >>> numbers = [15400280082142100099
  16. >>> min(numbers, key=sum_digit) 
  17. 1000 

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