Python天天美味(35) – 細品lambda

文章目錄

• lambda基礎
• 非lambda不可？
• lambda broken?

lambda函數也叫匿名函數，即，函數沒有具體的名稱。先來看一個最簡單例子：

def f(x):
    return x**2

print f(4)

Python中使用lambda的話，寫成這樣

g = lambda x : x**2
print g(4)

lambda運算式在很多程式設計語言都有對應的實現。比如C#：

var g = x => x**2
Console.WriteLine(g(4))

那麼，lambda運算式有什麼用處呢？很多人提出了質疑，lambda和普通的函數相比，就是省去了函數名稱而已，同時這樣的匿名函數，又不能共用在別的地方調用。其實說的沒錯，lambda在Python這種動態語言中確實沒有起到什麼驚天動地的作用，因為有很多別的方法能夠代替lambda。同時，使用lambda的寫法有時顯得並沒有那麼pythonic。甚至有人提出之後的Python版本要取消lambda。

回過頭來想想，Python中的lambda真的沒有用武之地嗎？其實不是的，至少我能想到的點，主要有：

1. 使用Python寫一些執行指令碼時，使用lambda可以省去定義函數的過程，讓代碼更加精簡。

2. 對於一些抽象的，不會別的地方再複用的函數，有時候給函數起個名字也是個難題，使用lambda不需要考慮命名的問題。

3. 使用lambda在某些時候讓代碼更容易理解。

lambda基礎

lambda語句中，冒號前是參數，可以有多個，用逗號隔開，冒號右邊的傳回值。lambda語句構建的其實是一個函數對象，見證一下：

g = lambda x : x**2
print g

<function <lambda> at 0x00AFAAF0>

C#3.0開始，也有了lambda運算式，省去了使用delegate的麻煩寫法。C#中的lambda運算式關鍵字是=>，看下面的一個例子：

var array = new int[] {2, 3, 5, 7, 9};
var result = array.Where(n => n > 3); // [5, 6, 9]

C#使用了擴充方法，才使得數組對象擁有了像Where,Sum之類方便的方法。Python中，也有幾個定義好的全域函數方便使用的，他們就是filter, map, reduce。

>>> foo = [2, 18, 9, 22, 17, 24, 8, 12, 27]
>>>
>>> print filter(lambda x: x % 3 == 0, foo)
[18, 9, 24, 12, 27]
>>>
>>> print map(lambda x: x * 2 + 10, foo)
[14, 46, 28, 54, 44, 58, 26, 34, 64]
>>>
>>> print reduce(lambda x, y: x + y, foo)
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非lambda不可？

上面例子中的map的作用，和C#的Where擴充方法一樣，非常簡單方便。但是，Python是否非要使用lambda才能做到這樣的簡潔程度呢？在對象遍曆處理方面，其實Python的for..in..if文法已經很強大，並且在易讀上勝過了lambda。比如上面map的例子，可以寫成：

print [x * 2 + 10 for x in foo]

非常的簡潔，易懂。filter的例子可以寫成：

print [x for x in foo if x % 3 == 0]

同樣也是比lambda的方式更容易理解。

所以，什麼時候使用lambda，什麼時候不用，需要具體情況具體分析，只要表達的意圖清晰就好。一般情況下，如果for..in..if能做的，我都不會選擇lambda。

lambda broken?

在數學教學中，經常會使用到lambda，比如有一位老兄就遇到這樣一個問題。他想建立一個函數數組fs=[f0,...,f9] where fi(n)=i+n. 於是乎，就定義了這麼一個lambda函數：

fs = [(lambda n: i + n) for i in range(10)]

但是，奇怪的是，

>>> fs[3](4)
13
>>> fs[4](4)
13
>>> fs[5](4)
13

結果並沒有達到這位老兄的預期，預期的結果應該是：

>>> fs[3](4)
7
>>> fs[4](4)
8
>>> fs[5](4)
9

問題其實出在變數i上。上面的代碼換個簡單的不使用lambda的縮減版本：

i = 1
def fs(n):
    return n + i
print fs(1) # 2

i = 2
print fs(1) # 3

可見，上面沒有達到預期的原因是lambda中的i使用的是匿名函數外的全域變數。修改一下：

fs = [(lambda n, i=i : i + n) for i in range(10)]
>>> fs[3](4)
7
>>> fs[4](4)
8
>>> fs[5](4)
9

參考資料

Python: Lambda Functions 

Python’s lambda is broken!

Using lambda Functions - Dive Into Python

 

Python 天天美味系列（總）

Python 天天美味(30) - python資料結構與演算法之快速排序 

Python 天天美味(31) - python資料結構與演算法之插入排序 

Python 天天美味(32) - python資料結構與演算法之堆排序 

Python 天天美味(33) - 五分鐘理解元類（Metaclasses）[轉]

Python 天天美味(34) - Decorators詳解