Python學習筆記五函數式編程（二）

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參考教程：廖雪峰官網https://www.liaoxuefeng.com/wiki/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000

一、返回函數

高階函數除了可以接受函數作為參數之外，還可以把函數作為傳回值。

通常我們也可以通過以下方式求和：

def calc_sum(*args):    sum=0    for n in args:        sum=sum+n    return sum

但如果有一種情況 ，不需要立刻得出求和結果，而是在後續的代碼中根據需要再計算，這種情況不返回求和的結果，而是返回求和的函數：

def lazy_sum(*args):    def funcsum():        sum=0        for n in args:            sum=sum+n        return sum    return funcsumx=lazy_sum(1,3,5)#傳回值賦給x,x是一個代入（2，3，5）元組局部變數的函數funcsum()#通過輸出可以看出x是一個函數print(x)#需要調用x()時候才輸出求和結果print(x())

對於上例，調用lazy_sum()時候傳入的參數(1,3,5)成為了新建立的funcsum()函數的內部變數，這樣的程式結構也稱為“閉包(Closure)”。

需要注意，即便傳入同樣的參數，返回的函數也是不同的：

x1=lazy_sum(1,3,5)x2=lazy_sum(1,3,5)print(x1==x2)  #False

需要注意的是，返回函數並不立即執行，直到需要調用它的時候才執行，根據執行的時候各個參數和變數的值輸出結果，看下面的例子：

def count():    fs = []    for i in range(1, 4):        def f():             return i*i        fs.append(f)    return fs   #返回一個函數列表f1, f2, f3 = count()fx=count()print(f1())print(f2())print(f3())print(fx[0]())print(fx[1]())print(fx[2]())

以上輸出全為9，是因為在產生（返回）f1,f2,f3和函數列表fx的時候,它們內部的變數是i，而在執行的時候i已經變成了3。所以在使用閉包時需要牢記：返回函數不要引用任何迴圈變數，或者後續會發生變化的變數。

如果一定要使用迴圈，那隻有再建立一個函數，把迴圈變數綁定到其參數上，這樣的綁定在迴圈過程中就實現了，可以保證迴圈後也不變：

def mycount():    def f(j):        def g():            return j*j        return g    fs=[]    for i in range(1,4):        #此時i在迴圈中已經把值傳遞給g函數的參數j了        fs.append(f(i))    return fsmyf=mycount()print(myf[0]())print(myf[1]())print(myf[2]())

練習：

#利用閉包返回一個計數器函數，每次調用它返回遞增整數def createCounter():    #注意這裡使用的變數是一個列表，這是避免一個報錯bug    mycounter=[0]    def counter():        mycounter[0]=mycounter[0]+1        return mycounter[0]    return counter‘‘‘python3中也可以用nonlocal先聲明mycounter這樣就可以避免報錯def createCounter():    mycounter=0    def counter():        nonlocal mycounter        mycounter=mycounter+1        return mycounter    return counter‘‘‘tester=createCounter()while input()!=‘3‘:    print(tester())    # 測試:counterA = createCounter()print(counterA(), counterA(), counterA(), counterA(), counterA()) # 1 2 3 4 5counterB = createCounter()if [counterB(), counterB(), counterB(), counterB()] == [1, 2, 3, 4]:    print(‘測試通過!‘)else:    print(‘測試失敗!‘)   

 二、匿名函數

在Python中有時候不需要顯示定義函數，這樣也可以避免給函數起名的煩惱。

#關鍵字lambda就表示匿名函數，冒號前面的x是函數的參數#傳回值是x*xf=lambda x:x*xf(5)  #返回25

上面代碼中的lambda運算式等同於下面代碼：

def f(x):    return x*x

一個lambda運算式在map()中的應用：

la=list(map(lambda x:x**2+1,[1,2,3,4,5]))print(la)#輸出[2,5,10,17,26]

練習：

#請用匿名函數改造下面的代碼：def is_odd(n):    return n % 2 == 1L = list(filter(is_odd, range(1, 20)))L1=list(filter(lambda x:x%2==1,range(1,20)))print(L)print(L1)

三、裝飾器

某些情況下，我們需要增強若干個函數的功能，比如列印日誌，但又不希望改動函數內部的代碼，則有一種在代碼運行期間動態增加功能的方式，稱之為“裝飾器”（Decorator）

例如，定義一個能列印日誌的裝飾器：

def log(func):    def wrapper(*args,**kw):        print(‘call %s‘ % func.__name__)        return func(*args,**kw)    return wrapper@logdef add(a,b):    return a+bprint(add(3,6))

輸出結果如下：

call add9

注意到通過‘@‘符號在函數定義前增加了語句，即給該函數增加了一個裝飾器功能。相當於執行了語句：now=log(add)。log(add)返回的是一個函數，該函數的功能不僅會運行函數本身，還運行了裝飾器的代碼。但這裡now變數指向了新的函數，即wrapper。

如果要在裝飾器中本身需要傳入參數，則需要編寫一個返回decorator的高階函數：

def log(text):    def decorator(func):        def wrapper(*args,**kw):            print(‘%s %s():‘ % (text,func.__name__))            return func(*args,**kw)        return wrapper    return decorator@log(‘haha‘)#注意這裡參數的用法def add(a,b):    return a+bprint(add(3,9))print(add.__name__)

我們可以發現，最後輸出的函數名變成了裝飾器內部返回的函數名了，為避免一些依賴函數名的代碼執行錯誤，可以通過Python內建的functools.wraps：

import functoolsdef log(func):    @functools.wraps(func)    def wrapper(*args,**kw):        print(‘call %s:‘ % func.__name__)        return func(*args,**kw)    return wrapper@logdef add(a,b):    return a+bprint(add(3,9))print(add.__name__)

練習：

#請設計一個decorator，它可作用於任何函數上，並列印該函數的執行時間：#-*- coding: utf-8 -*-import time, functoolsdef metric(fn):    @functools.wraps(fn)  #保持原始函數名    def timedeco(*args,**kws):        start_time=time.time()        print(‘START TIME:‘+time.asctime(time.localtime(start_time)))        x=fn(*args,**kws)        end_time=time.time()        print(‘END TIME:‘+time.asctime(time.localtime(end_time)))        print(‘%s executed in %s ms‘ % (fn.__name__, str(end_time-start_time)))        return x    return timedeco        # 測試@metricdef fast(x, y):    time.sleep(1.0012)    return x + y;@metricdef slow(x, y, z):    time.sleep(1.1234)    return x * y * z;f = fast(11, 22)print(f)print(‘\n\n\n‘)s = slow(11, 22, 33)print(s)if f != 33:    print(‘測試失敗!‘)elif s != 7986:    print(‘測試失敗!‘)           

 

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