python高阶函数 —— 内置高阶函数、返回值为函数、函数作为参数、闭包

布满荆棘的人生 2023-10-10 09:55 189阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  一、什么是高阶函数？
     *  二、 高阶函数1（函数作为参数）
     *   *  2.1、 python 内置高阶函数（函数作为参数）
         *   *  1） filter() 过滤出符合条件的元素
             *  2） map() 对所有元素做指定的操作
             *  3） reduce() 合并
             *  4） sort() 排序
             *  5） sorted() 排序
         *  2.2、普通的高阶函数（函数作为参数）
     *  三、 高阶函数2（函数作为 返回值）—— 闭包
     *   *  3.1、 形成闭包的必要条件

## 一、什么是高阶函数？ ##

高阶函数：接收函数作为参数，或者将函数作为返回值的函数是高阶函数。  
当我们使用一个函数作为参数时，实际上是将指定的代码传递进了目标函数。

**参数为函数**

# 创建一个列表
    l = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
    
    def fn(func , lst) :
        ''' fn()函数可以将指定列表中的所有偶数获取出来，并保存到一个新列表中返回 参数： lst：要进行筛选的列表 '''
        # 创建一个新列表
        new_list = []
    
        # 对列表进行筛选
        for n in lst :     
            if func(n) :
                new_list.append(n)
        # 返回新列表
        return new_list
    
    # 被2整除
    def fn2(i) :
        if i % 2 == 0 :
            return True
        return False    
    
    # 这个函数用来检查指定的数字是否大于5
    def fn3(i):
        if i > 5 :
            return True    
        return False
    
    # 能否被3整除
    def fn4(i):
         if i % 3 == 0:
             return True    
         return False
            
    print(fn(fn2 , l))   # 过滤被2整除的列表
    print(fn(fn3 , l))   # 大于5的列表
    print(fn(fn4 , l))   # 被3整除的列表

**返回值为函数**

# 返回值为函数
    def bar():
        print("in the bar..")
        
    def foo(func):
        print("in the foo..")
        return bar # 此返回值是bar
        
    res=foo(bar)
    
    res()

以上两个示例中，函数foo()为高阶函数，示例一中函数bar作为foo的参数传入，示例二中函数bar作为foo的返回值。

注：

函数名（例如bar 、foo）–>其为该函数的内存地址；函数名+括号（例如 bar()、foo() )–>调用该函数。

## 二、 高阶函数1（函数作为参数） ##

### 2.1、 python 内置高阶函数（函数作为参数） ###

map、filter、reduce、sort、sorted

#### 1） filter() 过滤出符合条件的元素 ####

filter() 可以从序列中过滤出符合条件的元素，保存到一个新的序列中 。

参数：  
1.函数，根据该函数来过滤序列（可迭代的结构）

2.需要过滤的序列（可迭代的结构）

返回值：

过滤后的新序列（可迭代的结构）

l = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
    
    r = filter(lambda i : i > 5 , l)
    print(list(r))

运行结果：

[6, 7, 8, 9, 10]

#### 2） map() 对所有元素做指定的操作 ####

map()函数可以对可迭代对象中的所有元素做指定的操作，然后将结果添加到一个新的对象中返回。

l = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
    
    r = map(lambda i : i ** 2 , l)
    
    print(list(r))

#### 3） reduce() 合并 ####

reduce函数的第1个参数为函数，其返回值为一个值，一般用于叠加、叠乘等。

参数说明：

*  第1个参数： 函数
 *   第2个参数： 队列
 *   第3个参数： 初始值，默认为0

# reduce函数不是内置函数，而是在模块functools中的函数，故需要导入
    from functools import reduce
    
    nums=[1,2,3,4,5,6]
    
    # reduce 函数的机制
    def reduce_test(func,array,initVal=None): # initVal 作为初始值，默认为0
        if initVal == None:
            result =array.pop(0) # 如果为空时，默认为0
        else:
            result = initVal
        for i in array:
            result = func(result,i)
        return result
    
    # 叠加
    print(reduce_test(lambda x,y:x+y,nums,1))
    
    
    #reduce函数，叠加
    print(reduce(lambda x,y:x+y,nums,1))

运行结果：

#### 4） sort() 排序 ####

该方法用来对列表中的元素进行 排序

sort()方法默认是直接比较列表中的元素的大小  
在sort()可以接收一个关键字参数 ， key  
key需要一个函数作为参数，当设置了函数作为参数

每次都会以列表中的一个元素作为参数来调用函数，并且使用函数的返回值来比较元素的大小

l = ['bb','aaaa','c','ddddddddd','fff']
    l2=l.sort(key=len)       # len() 方法的返值来排序，即字符串的长度排序
    
    print(l)
    print(l2)

运行结果：

['c', 'bb', 'fff', 'aaaa', 'ddddddddd']
    None

l3 = [2,5,'1',3,'6','4']
    l4 = l3.sort(key=int) # 根 int() 函数的返回值来排序，即将所有的值转换成数字，根数值的大小排序
    print(l3)
    print(l4)

运行结果：

['1', 2, 3, '4', 5, '6']
    None

从运行结果得知： sort() 没有返回值

#### 5） sorted() 排序 ####

这个函数和sort()的用法基本一致，但是sorted()可以对任意的序列进行排序  
并且使用sorted()排序不会影响原来的对象，而是返回一个新对象

l = [2,5,'1',3,'6','4']
    # l = "123765816742634781"
    l2=sorted(l,key=int)
    
    print('排序前:',l)
    print('排序后 l:',l)
    print('排序后 l2:',l2)

运行结果：

排序前: [2, 5, '1', 3, '6', '4']
    排序后 l: [2, 5, '1', 3, '6', '4']
    排序后 l2: ['1', 2, 3, '4', 5, '6']

### 2.2、普通的高阶函数（函数作为参数） ###

## 三、 高阶函数2（函数作为 返回值）—— 闭包 ##

闭包的特点：

*  将函数作为返回值返回，也是一种高阶函数；
 *  这种高阶函数我们也称为叫做闭包，通过闭包可以创建一些只有当前函数能访问的变量；
 *  可以将一些私有的数据藏到的闭包中；

### 3.1、 形成闭包的必要条件 ###

（1）函数嵌套  
（2）将内部函数作为返回值返回  
（3）内部函数必须要使用到外部函数的变量

求多个数的平均值：

def make_averager():
    
        # 创建一个列表，用来保存数值。
        nums = []
    
        # 创建一个内部函数，用来计算平均值。符合（1）
        def averager(n) :
            # 将n添加到列表中。符合（3）
            nums.append(n) 
            # 求平均值
            return sum(nums)/len(nums)
        
        return averager    # 符合 （2）

调用：

averager = make_averager()  # 返回的参数 averager 是一个函数
    
    print(averager(10))
    print(averager(20))
    print(averager(30))
    print(averager(40))

运行结果：

10.0
    15.0
    20.0
    25.0