Python内建函数map()和reduce()详解

Python内建了map()和reduce()函数。

我们先看map。map()函数接收两个参数，一个是函数，一个是Iterable，map将传入的函数依次作用到序列的每个元素，并把结果作为新的Iterator返回。

现在，我们用Python代码实现：

>>> def f(x):...     return x * x
...>>> r = map(f, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
>>> list(r)
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

传递给 map() 的第一个参数是 f，函数对象本身。由于结果r是一个Iterator，而Iterator是一个惰性序列，让它通过list()函数计算整个序列，返回一个列表。

你可能认为你不需要 map() 函数，你可以写一个循环来计算结果：

L = []for n in [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]:
    L.append(f(n))
print(L)

确实可以，但是从上面的循环代码中，你是不是一眼就能理解“对列表的每个元素应用f(x)，并根据结果生成一个新的列表”？

因此，map() 是一个高阶函数。其实就是把操作规则抽象出来。因此，我们不仅可以计算简单的f(x)=x2，还可以计算任何复杂的函数。例如，将此列表中的所有数字转换为字符串：

>>> list(map(str, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]))
['1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']

只需要一行代码。

再看看reduce的用法。 reduce 对一个序列[x1, x2, x3, ...] 应用一个函数，这个函数必须接收两个参数，reduce 与序列的下一个元素继续累加结果，效果是：

reduce(f, [x1, x2, x3, x4]) = f(f(f(x1, x2), x3), x4)

比方说对一个序列求和，就可以用reduce实现：

>>> from functools import reduce
>>> def add(x, y):...     
        return x + y
...
>>> reduce(add, [1, 3, 5, 7, 9])25

当然求和运算可以直接使用Python内置函数sum()，不需要使用reduce。

但是如果你想把序列 [1, 3, 5, 7, 9] 转化为整数 13579，reduce 就可以派上用场了：

>>> from functools import reduce
>>> def fn(x, y):
...     return x * 10 + y
...
>>> reduce(fn, [1, 3, 5, 7, 9])
13579

这个例子本身用处不大，但是如果我们考虑到字符串str也是一个序列，我们稍微修改一下上面的例子，使用map()，我们可以写一个str转int的函数：

>>> from functools import reduce
>>> def fn(x, y):
...     return x * 10 + y
...
>>> def char2num(s):
...     digits = {'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}
...     return digits[s]
...
>>> reduce(fn, map(char2num, '13579'))
13579

整理成一个str2int的函数就是：

from functools import reduce

DIGITS = {'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}def str2int(s):
    def fn(x, y):
        return x * 10 + y    def char2num(s):
        return DIGITS[s]    return reduce(fn, map(char2num, s))

还可以用lambda函数进一步简化成：

from functools import reduce

DIGITS = {'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}def char2num(s):
    return DIGITS[s]def str2int(s):
    return reduce(lambda x, y: x * 10 + y, map(char2num, s))

也就是说，假设Python没有提供int()函数，你可以自己写一个字符串转整数的函数，而且只需要几行代码。