1.定义
高阶函数(Higher-order Function)是指能够接受其他函数作为参数,或者将函数作为返回值的函数。在Python中,函数是一等公民(First-class Citizen),这意味着函数可以像其他数据类型一样被传递和使用。
高阶函数有以下三个特征:
-
函数可以作为参数传递
-
函数可以作为返回值
-
函数可以赋值给变量
2.map函数
map(function, iterable)
将函数应用于可迭代对象的每个元素,返回一个迭代器。
其中lambda是匿名函数。在此处代表一个任意函数。
python
# 将列表中的每个元素平方
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squared = list(map(lambda x: x**2, numbers))
print(squared) # [1, 4, 9, 16, 25]
# 使用普通函数
def square(x):
return x**2
squared = list(map(square, numbers))
3.filter函数
filter(function, iterable)
根据函数的返回值(True/False)来过滤元素。
python
# 过滤出偶数
numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
even_numbers = list(filter(lambda x: x % 2 == 0, numbers))
print(even_numbers) # [2, 4, 6, 8, 10]
# 过滤出长度大于3的字符串
words = ["apple", "cat", "dog", "elephant"]
long_words = list(filter(lambda word: len(word) > 3, words))
print(long_words) # ["apple", "elephant"]
4.reduce函数
reduce(function, iterable[, initializer])
对可迭代对象中的元素进行累积计算(需要从functools导入)。
python
from functools import reduce
# 计算乘积
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
product = reduce(lambda x, y: x * y, numbers)
print(product) # 120
# 找出最大值
max_value = reduce(lambda x, y: x if x > y else y, numbers)
print(max_value) # 5
5.sorted函数
sorted(iterable, key=None, reverse=False)
根据key函数对可迭代对象进行排序。
python
# 按字符串长度排序
words = ["apple", "cat", "dog", "banana"]
sorted_words = sorted(words, key=len)
print(sorted_words) # ['cat', 'dog', 'apple', 'banana']
# 按第二个字符排序
sorted_by_second = sorted(words, key=lambda x: x[1])
print(sorted_by_second) # ['banana', 'cat', 'apple', 'dog']
6.自定义高阶函数
python
# 函数作为参数
def apply_twice(func, value):
"""将函数应用两次"""
return func(func(value))
result = apply_twice(lambda x: x * 2, 3)
print(result) # 12 (3*2=6, 6*2=12)
# 函数作为返回值
def create_multiplier(factor):
"""创建一个乘法器函数"""
def multiplier(x):
return x * factor
return multiplier
double = create_multiplier(2)
triple = create_multiplier(3)
print(double(5)) # 10
print(triple(5)) # 15
上述代码分别是函数作为参数 和函数作为返回值的两种情况。
现在掌握了如何自定义高阶函数后,结合装饰器@使用以下:
python
def timer_decorator(func):
"""计算函数执行时间的装饰器"""
def wrapper(*args, **kwargs):
import time
start = time.time()
result = func(*args, **kwargs)
end = time.time()
print(f"{func.__name__} 执行时间: {end - start:.4f}秒")
return result
return wrapper
@timer_decorator
def slow_function():
import time
time.sleep(1)
return "完成"
result = slow_function() # 会自动打印执行时间
最后,高阶函数是Python函数式编程的重要组成部分,熟练掌握它们可以写出更加优雅和高效的代码。