Python 必須瞭解的5種高階特徵
Python 是一種美麗的語言,它簡單易用卻非常強大。但你真的會用 Python 的所有功能嗎?
任何程式語言的高階特徵通常都是通過大量的使用經驗才發現的。比如你在編寫一個複雜的專案,並在 stackoverflow 上尋找某個問題的答案。然後你突然發現了一個非常優雅的解決方案,它使用了你從不知道的 Python 功能!
這種學習方式太有趣了:通過探索,偶然發現什麼。
下面是 Python 的 5 種高階特徵,以及它們的用法。
Lambda 函式
Lambda 函式是一種比較小的匿名函式——匿名是指它實際上沒有函式名。
Python 函式通常使用 def a_function_name() 樣式來定義,但對於 lambda 函式,我們根本沒為它命名。這是因為 lambda 函式的功能是執行某種簡單的表示式或運算,而無需完全定義函式。
lambda 函式可以使用任意數量的引數,但表示式只能有一個。
x = lambda a,b : a * b print(x(5,6)) # prints '30' x = lambda a : a*3 + 3 print(x(3)) # prints '12'
看它多麼簡單!我們執行了一些簡單的數學運算,而無需定義整個函式。這是 Python 的眾多特徵之一,這些特徵使它成為一種乾淨、簡單的程式語言。
Map 函式
Map() 是一種內建的 Python 函式,它可以將函式應用於各種資料結構中的元素,如列表或字典。對於這種運算來說,這是一種非常乾淨而且可讀的執行方式。
def square_it_func(a): return a * a x = map(square_it_func,[1,4,7]) print(x) # prints '[1,16,49]' def multiplier_func(a,b): return a * b x = map(multiplier_func,7],[2,5,8]) print(x) # prints '[2,20,56]'看看上面的示例!我們可以將函式應用於單個或多個列表。實際上,你可以使用任何 Python 函式作為 map 函式的輸入,只要它與你正在操作的序列元素是相容的。
Filter 函式
filter 內建函式與 map 函式非常相似,它也將函式應用於序列結構(列表、元組、字典)。二者的關鍵區別在於 filter() 將只返回應用函式返回 True 的元素。
詳情請看如下示例:
# Our numbers numbers = [1,2,3,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15] # Function that filters out all numbers which are odd def filter_odd_numbers(num): if num % 2 == 0: return True else: return False filtered_numbers = filter(filter_odd_numbers,numbers) print(filtered_numbers) # filtered_numbers = [2,14]
我們不僅評估了每個列表元素的 True 或 False,filter() 函式還確保只返回匹配為 True 的元素。非常便於處理檢查表示式和構建返回列表這兩步。
Itertools 模組
Python 的 Itertools 模組是處理迭代器的工具集合。迭代器是一種可以在 for 迴圈語句(包括列表、元組和字典)中使用的資料型別。
使用 Itertools 模組中的函式讓你可以執行很多迭代器操作,這些操作通常需要多行函式和複雜的列表理解。關於 Itertools 的神奇之處,請看以下示例:
from itertools import * # Easy joining of two lists into a list of tuples for i in izip([1,3],['a','b','c']): print i # ('a',1) # ('b',2) # ('c',3) # The count() function returns an interator that # produces consecutive integers,forever. This # one is great for adding indices next to your list # elements for readability and convenience for i in izip(count(1),['Bob','Emily','Joe']): print i # (1,'Bob') # (2,'Emily') # (3,'Joe') # The dropwhile() function returns an iterator that returns # all the elements of the input which come after a certain # condition becomes false for the first time. def check_for_drop(x): print 'Checking: ',x return (x > 5) for i in dropwhile(should_drop,12]): print 'Result: ',i # Checking: 2 # Checking: 4 # Result: 6 # Result: 8 # Result: 10 # Result: 12 # The groupby() function is great for retrieving bunches # of iterator elements which are the same or have similar # properties a = sorted([1,1,5]) for key,value in groupby(a): print(key,value),end=' ') # (1,1]) # (2,2]) # (3,[3,3]) # (4,[4]) # (5,[5])
Generator 函式
Generator 函式是一個類似迭代器的函式,即它也可以用在 for 迴圈語句中。這大大簡化了你的程式碼,而且相比簡單的 for 迴圈,它節省了很多記憶體。
比如,我們想把 1 到 1000 的所有數字相加,以下程式碼塊的第一部分向你展示瞭如何使用 for 迴圈來進行這一計算。
如果列表很小,比如 1000 行,計算所需的記憶體還行。但如果列表巨長,比如十億浮點數,這樣做就會出現問題了。使用這種 for 迴圈,記憶體中將出現大量列表,但不是每個人都有無限的 RAM 來儲存這麼多東西的。Python 中的 range() 函式也是這麼幹的,它在記憶體中構建列表。
程式碼中第二部分展示了使用 Python generator 函式對數字列表求和。generator 函式建立元素,並只在必要時將其儲存在記憶體中,即一次一個。這意味著,如果你要建立十億浮點數,你只能一次一個地把它們儲存在記憶體中!Python 2.x 中的 xrange() 函式就是使用 generator 來構建列表。
上述例子說明:如果你想為一個很大的範圍生成列表,那麼就需要使用 generator 函式。如果你的記憶體有限,比如使用移動裝置或邊緣計算,使用這一方法尤其重要。
也就是說,如果你想對列表進行多次迭代,並且它足夠小,可以放進記憶體,那最好使用 for 迴圈或 Python 2.x 中的 range 函式。因為 generator 函式和 xrange 函式將會在你每次訪問它們時生成新的列表值,而 Python 2.x range 函式是靜態的列表,而且整數已經置於記憶體中,以便快速訪問。
# (1) Using a for loopv numbers = list() for i in range(1000): numbers.append(i+1) total = sum(numbers) # (2) Using a generator def generate_numbers(n): num,numbers = 1,[] while num < n: numbers.append(num) num += 1 return numbers total = sum(generate_numbers(1000)) # (3) range() vs xrange() total = sum(range(1000 + 1)) total = sum(xrange(1000 + 1))
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