PyTips 0x02 - Python 中的函數(shù)式編程

FrozenMap 發(fā)布于2019-07-24 18:31 / 1692人閱讀

摘要：項(xiàng)目地址中的函數(shù)式編程函數(shù)式編程英語或稱函數(shù)程序設(shè)計(jì)，又稱泛函編程，是一種編程范型，它將電腦運(yùn)算視為數(shù)學(xué)上的函數(shù)計(jì)算，并且避免使用程序狀態(tài)以及易變對象。

項(xiàng)目地址：https://git.io/pytips

Python 中的函數(shù)式編程

函數(shù)式編程（英語：functional programming）或稱函數(shù)程序設(shè)計(jì)，又稱泛函編程，是一種編程范型，它將電腦運(yùn)算視為數(shù)學(xué)上的函數(shù)計(jì)算，并且避免使用程序狀態(tài)以及易變對象。函數(shù)編程語言最重要的基礎(chǔ)是λ演算（lambda calculus）。而且λ演算的函數(shù)可以接受函數(shù)當(dāng)作輸入（引數(shù)）和輸出（傳出值）。(維基百科：函數(shù)式編程)

所謂編程范式（Programming paradigm）是指編程風(fēng)格、方法或模式，比如面向過程編程（C語言）、面向?qū)ο缶幊蹋–++）、面向函數(shù)式編程（Haskell），并不是說某種編程語言一定屬于某種范式，例如 Python 就是多范式編程語言。

函數(shù)式編程

函數(shù)式編程具有以下特點(diǎn)：

避免狀態(tài)變量

函數(shù)也是變量（一等公民，F(xiàn)irst-Class Citizen）

高階函數(shù)

面向問題描述而不是面向問題解決步驟

值得一提的是，函數(shù)式編程的這些特點(diǎn)在實(shí)踐過程中可能并不是那么 Pythonic，甚至與0x00中提到的 The Zen of Python 相悖。例如函數(shù)式編程面向問題描述的特點(diǎn)可能讓你更快地寫出更簡潔的代碼，但可讀性卻也大打折扣（可參考這一段Haskell代碼）。不過，雖然 Pythonic 很重要但并不是唯一的準(zhǔn)則，_The Choice Is Yours_。

map(function, iterable, ...)/filter(function, iterable)

# map 函數(shù)的模擬實(shí)現(xiàn)
def myMap(func, iterable):
    for arg in iterable:
        yield func(arg)

names = ["ana", "bob", "dogge"]

print(map(lambda x: x.capitalize(), names)) # Python 2.7 中直接返回列表
for name in myMap(lambda x: x.capitalize(), names):
    print(name)


Ana
Bob
Dogge

# filter 函數(shù)的模擬實(shí)現(xiàn)
def myFilter(func, iterable):
    for arg in iterable:
        if func(arg):
            yield arg
            
print(filter(lambda x: x % 2 == 0, range(10))) # Python 2.7 中直接返回列表
for i in myFilter(lambda x: x % 2 == 0, range(10)):
    print(i)

functools.reduce(function, iterable[, initializer])

Python 3.5 中reduce 被降格到標(biāo)準(zhǔn)庫functools，reduce 也是遍歷可迭代對象元素作為第一個(gè)函數(shù)的參數(shù)，并將結(jié)果累計(jì)：

from functools import reduce

print(reduce(lambda a, b: a*b, range(1,5)))

functools.partial(func, *args, **keywords)

偏應(yīng)用函數(shù)（Partial Application）讓我們可以固定函數(shù)的某些參數(shù)：

from functools import partial

add = lambda a, b: a + b
add1024 = partial(add, 1024)

add1024(1)

這里簡單介紹了一些常用函數(shù)式編程的方法和概念，實(shí)際上要傳達(dá)的一個(gè)最重要的觀念就是函數(shù)本身也可以作為變量被返回、傳遞給高階函數(shù)，這使得我們可以更靈活地運(yùn)用函數(shù)解決問題。但是這并不意味著一定要使用上面這些方法來簡化代碼，例如更 Pythonic 的方法推薦盡可能使用 List Comprehension 替代map/filter（關(guān)于 List Comprehension 后面會(huì)再多帶帶介紹）。如果一定想要用函數(shù)式編程的方法來寫 Python，也可以嘗試Fn.py，或者，試試 Haskell。

參考

維基百科：函數(shù)式編程

byvoid：APIO講稿——函數(shù)式編程