Python之Map-Reduce - 映射与归约的思想【正整数分解质因数】

淩亂°似流年 2022-04-11 13:56 172阅读 0赞

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任务描述

Python中有两个非常常见的内置函数：`map()`和`reduce()`函数。这两个函数都是应用于序列的处理函数，`map()`用于映射，`reduce()`用于归并。

本关目标就是让读者了解并掌握`map()`和`reduce()`函数的相关知识。

相关知识

`map()`函数

`map()`函数会根据传入的函数对指定的序列做映射。`map()`函数接收两个参数，一个是`function`函数，另一个参数是一个或多个序列。`map()`函数会将传入的函数依次作用到传入序列的每个元素，并把结果作为新的序列返回。

`map()`函数的定义为：

`map(function, sequence[, sequence, ...]) -> list`

例如，我们要对一个列表序列中的每个数值元素进行平方运算，结合上一关提到的`lambda`函数的例子，程序代码如下：

1.  `r = map(lambda x: x ** 2, [1, 2, 3, 4,])`
2.  `print(list(r))`

输出结果：

`[1, 4, 9, 16]`

当`map()`函数的第二个参数中存在多个序列时，会依次将每个序列中相同位置的元素一起做参数调用`function`函数。

例如：要对`map()`函数传入的两个序列中的元素依次求和，程序代码如下：

1.  `r = map(lambda x, y: x + y, [1, 2, 3, 4, 5], [6, 7, 8, 9, 10])`
2.  `print(list(r))`

输出结果：

`[7, 9, 11, 13, 15]`

当`map()`函数传入的序列有多个时，我们注意`function`函数的参数数量，要和`map()`函数传入的序列数量相匹配。

`reduce()`函数

`reduce()`函数把传入的函数作用在一个序列`[x1, x2, x3, ...]`上，这个函数必须要接收两个参数，`reduce()`函数把第一次计算的结果继续和序列中的下一个元素做累积计算。`reduce()`函数的定义为：

`reduce(function, sequence[, initial]) -> value`

`function`参数是有两个参数的函数，`reduce()`函数依次序列中取元素，和上一次调用`function`函数的结果做参数再次调用`function`函数。例如：

1.  `from functools import reduce`
2.   
3.  `r = reduce(lambda x, y: x + y, [1, 2, 3, 4, 5],6)`
4.  `print(r)`

输出结果：

`21`

在上述例子中，程序的计算顺序为`((((((1+6)+2)+3)+4)+5))`

小结：`map()`和`reduce()`函数的应用十分广泛，在分布式计算领域有着十分重要的运用，期待着读者在今后的开发道路上对`map()`和`reduce()`函数有更加深刻的体验。

编程要求

本关的编程任务是补全`src/step3/map-reduce.py`文件的代码，实现相应的功能。具体要求如下：

*  将输入的一个正整数分解质因数，并将结果输出。例如：输入90,打印出90=2*3*3\*5。

本关涉及的代码文件`src/step3/map-reduce.py`的代码框架如下：

1.  `#coding=utf-8`
2.   
3.  `#输入一个正整数`
4.  `x = int(input())`
5.   
6.  `# 请在此添加代码，将输入的一个正整数分解质因数`
7.  `#********** Begin *********#`
8.   
9.   
10.  
11.  
12. `#********** End **********#`
13.  
14. `#输出结果，利用map()函数将结果按照规定格式输出`
15. `print(x,'=','*'.join(map(str,result)))`

测试说明

本关的测试文件是`src/step3/map-reduce.py`，测试过程如下：

1.  平台自动编译生成`map-reduce.exe`;
2.  平台运行`map-reduce.exe`，并以标准输入方式提供测试输入；
3.  平台获取`map-reduce.exe`输出，并将其输出与预期输出对比。如果一致则测试通过，否则测试失败。

以下是平台对`src/step3/map-reduce.py`的样例测试集：

测试输入：  
`80`  
预期输出：  
`80 = 2*2*2*2*5`

测试输入：  
`79`  
预期输出：  
`79 = 79`

测试输入：  
`225`  
预期输出：  
`225 = 3*3*5*5`

测试输入：  
`123456`  
预期输出：  
`123456 = 2*2*2*2*2*2*3*643`

#coding=utf-8
    
    #输入一个正整数
    x = int(input())
    
    # 请在此添加代码，将输入的一个正整数分解质因数
    #********** Begin *********#
    n=x
    k=2
    result=[]
    while(k<=x):#初值k为2,x为输入的数字,在程序执行的过程中k渐渐变大(k++),x渐渐变小(x/k)
    		if(k==x):#当x和k相等的时候,就直接输出n的值(此时输出k也行,因为x==k)
    			result.append(x)
    			break
    		elif(x%k==0):
    			result.append(k)#如果x <> k，但n能被k整除，则应打印出k的值
    			x = x//k#x除以k的商,作为新的正整数你x
    		else:
    			k+=1#如果x不能被k整除，则用k+1作为k的值
    			
    
    
    
    #********** End **********#
    
    #输出结果，利用map()函数将结果按照规定字符串格式输出
    print(n,'=','*'.join(map(str,result)))