Lambda 函数:Python 万能之王,如何在高阶函数中使用lambda函数

2023年 7月 12日 90.6k 0

Lambda 函数简介

Lambda函数也被称为匿名(没有名称)函数,它直接接受参数的数量以及使用该参数执行的条件或操作,该参数以冒号分隔,并返回最终结果。为了在大型代码库上编写代码时执行一项小任务,或者在函数中执行一项小任务,便在正常过程中使用lambda函数。

lambda argument_list:expersion

argument_list是参数列表,它的结构与Python中函数(function)的参数列表是一样的

a,b
a=1,b=2
*args
**kwargs
a,b=1,*args
空
....

expression是一个关于参数的表达式,表达式中出现的参数需要在argument_list中有定义,并且表达式只能是单行的。

1
None
a+b
sum(a)
1 if a >10 else 0
[i for i in range(10)]
...

普通函数和Lambda函数的区别

  • 没有名称 Lambda函数没有名称,而普通操作有一个合适的名称。
  • Lambda函数没有返回值 使用def关键字构建的普通函数返回值或序列数据类型,但在Lambda函数中返回一个完整的过程。假设我们想要检查数字是偶数还是奇数,使用lambda函数语法类似于下面的代码片段。
  • b = lambda x: "Even" if x%2==0 else "Odd"
    b(9)
    
  • 函数只在一行中 Lambda函数只在一行中编写和创建,而在普通函数的中使用缩进
  • 不用于代码重用 Lambda函数不能用于代码重用,或者不能在任何其他文件中导入这个函数。相反,普通函数用于代码重用,可以在外部文件中使用。
  • 为什么要使用Lambda函数?

    一般情况下,我们不使用Lambda函数,而是将其与高阶函数一起使用。高阶函数是一种需要多个函数来完成任务的函数,或者当一个函数返回任何另一个函数时,可以选择使用Lambda函数。

    什么是高阶函数?

    通过一个例子来理解高阶函数。假设有一个整数列表,必须返回三个输出。

    • 一个列表中所有偶数的和
    • 一个列表中所有奇数的和
    • 一个所有能被三整除的数的和

    首先假设用普通函数来处理这个问题。在这种情况下,将声明三个不同的变量来存储各个任务,并使用一个for循环处理并返回结果三个变量。该方法常规可正常运行。

    现在使用Lambda函数来解决这个问题,那么可以用三个不同的Lambda函数来检查一个待检验数是否是偶数,奇数,还是能被三整除,然后在结果中加上一个数。

    def return_sum(func, lst):
      result = 0
      for i in lst:
        #if val satisfies func
        if func(i):
          result = result + i
      return result
    lst = [11,14,21,56,78,45,29,28]
    x = lambda a: a%2 == 0
    y = lambda a: a%2 != 0
    z = lambda a: a%3 == 0
    print(return_sum(x, lst))
    print(return_sum(y, lst))
    print(return_sum(z, lst))
    

    这里创建了一个高阶函数,其中将Lambda函数作为一个部分传递给普通函数。其实这种类型的代码在互联网上随处可见。然而很多人在使用Python时都会忽略这个函数,或者只是偶尔使用它,但其实这些函数真的非常方便,同时也可以节省更多的代码行。接下来我们一起看看这些高阶函数。

    Python内置高阶函数

    Map函数

    map() 会根据提供的函数对指定序列做映射。

    Map函数是一个接受两个参数的函数。第一个参数 function 以参数序列中的每一个元素调用 function 函数,第二个是任何可迭代的序列数据类型。返回包含每次 function 函数返回值的新列表。

    map(function, iterable, ...)
    

    Map函数将定义在迭代器对象中的某种类型的操作。假设我们要将数组元素进行平方运算,即将一个数组的每个元素的平方映射到另一个产生所需结果的数组。

    arr = [2,4,6,8] 
    arr = list(map(lambda x: x*x, arr)) 
    print(arr)
    

    我们可以以不同的方式使用Map函数。假设有一个包含名称、地址等详细信息的字典列表,目标是生成一个包含所有名称的新列表。

    students = [
                {"name": "John Doe",
                 "father name": "Robert Doe",
                 "Address": "123 Hall street"
                 },
                {
                  "name": "Rahul Garg",
                  "father name": "Kamal Garg",
                  "Address": "3-Upper-Street corner"
                },
                {
                  "name": "Angela Steven",
                 "father name": "Jabob steven",
                 "Address": "Unknown"
                }
    ]
    print(list(map(lambda student: student['name'], students)))
    >>> ['John Doe', 'Rahul Garg', 'Angela Steven']
    

    上述操作通常出现在从数据库或网络抓取获取数据等场景中。

    Filter函数

    Filter函数根据给定的特定条件过滤掉数据。即在函数中设定过滤条件,迭代元素,保留返回值为True 的元素。Map 函数对每个元素进行操作,而 filter 函数仅输出满足特定要求的元素。

    假设有一个水果名称列表,任务是只输出那些名称中包含字符“g”的名称。

    fruits = ['mango', 'apple', 'orange', 'cherry', 'grapes'] 
    print(list(filter(lambda fruit: 'g' in fruit, fruits)))
    

    filter(function or None, iterable) --> filter object

    返回一个迭代器,为那些函数或项为真的可迭代项。如果函数为None,则返回为真的项。

    Reduce函数

    这个函数比较特别,不是 Python 的内置函数,需要通过from functools import reduce 导入。Reduce 从序列数据结构返回单个输出值,它通过应用一个给定的函数来减少元素。

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

    将包含两个参数的函数(function)累计应用于序列(sequence)的项,从左到右,从而将序列reduce至单个值。

    如果存在initial,则将其放在项目之前的序列,并作为默认值时序列是空的。

    假设有一个整数列表,并求得所有元素的总和。且使用reduce函数而不是使用for循环来处理此问题。

    from functools import reduce
    lst = [2,4,6,8,10]
    print(reduce(lambda x, y: x+y, lst))
    >>> 30
    

    还可以使用 reduce 函数而不是for循环从列表中找到最大或最小的元素。

    lst = [2,4,6,8]
    # 找到最大元素
    print(reduce(lambda x, y: x if x>y else y, lst))
    # 找到最小元素
    print(reduce(lambda x, y: x if xelse y, lst))
    >> {2: 4, 4: 16, 6: 36, 8: 64}
    # 创建一个只包含奇数元素的字典
    arr = [1,2,3,4,5,6,7,8]
    D2 = {item: item**2 for item in arr if item %2 != 0}
    print(D2)
    >>> {1: 1, 3: 9, 5: 25, 7: 49}
    

    一个简单应用

    如何快速找到多个字典的公共键

    方法一

    dl = [d1, d2, d3] # d1, d2, d3为字典,目标找到所有字典的公共键
    [k for k in dl[0] if all(map(lambda d: k in d, dl[1:]))]
    
    dl = [{1:'life', 2: 'is'}, 
          {1:'short', 3: 'i'}, 
          {1: 'use', 4: 'python'}]
    [k for k in dl[0] if all(map(lambda d: k in d, dl[1:]))]
    # 1
    
    解析
    # 列表表达式遍历dl中第一个字典中的键
    [k for k in dl[0]]
    # [1, 2]
    
    # lambda 匿名函数判断字典中的键,即k值是否在其余字典中
    list(map(lambda d: 1 in d, dl[1:]))
    # [True, True]
    list(map(lambda d: 2 in d, dl[1:]))
    #[False, False]
    
    # 列表表达式条件为上述结果([True, True])全为True,则输出对应的k值
    #1
    

    方法二

    # 利用集合(set)的交集操作
    from functools import reduce
    # reduce(lambda a, b: a*b, range(1,11)) # 10!
    reduce(lambda a, b: a & b, map(dict.keys, dl))
    

    写在最后

    目前已经学习了Lambda函数是什么,以及Lambda函数的一些使用方法。随后又一起学习了Python中的高阶函数,以及如何在高阶函数中使用lambda函数。除此之外,还学习了高阶函数的替代方法:在列表推导式和字典推导式中执行之前操作。虽然这些方法看似简单,或者说你之前已经见到过这类方法,但你很可能很少使用它们。你可以尝试在其他更加复杂的函数中使用它们,以便使代码更加简洁。

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