Python 中的萬能之王 Lambda 函數(shù)
Python 提供了非常多的庫和內(nèi)置函數(shù)。有不同的方法可以執(zhí)行相同的任務(wù)，而在 Python 中，有個萬能之王函數(shù)：lambda 函數(shù)，它可以以不同的方式在任何地方使用。今天云朵君將和大家一起研究下這個萬能之王！
Lambda 函數(shù)簡介
Lambda函數(shù)也被稱為匿名(沒有名稱)函數(shù)，它直接接受參數(shù)的數(shù)量以及使用該參數(shù)執(zhí)行的條件或操作，該參數(shù)以冒號分隔，并返回最終結(jié)果。為了在大型代碼庫上編寫代碼時執(zhí)行一項小任務(wù)，或者在函數(shù)中執(zhí)行一項小任務(wù)，便在正常過程中使用lambda函數(shù)。
lambda argument_list:expersion
argument_list是參數(shù)列表，它的結(jié)構(gòu)與Python中函數(shù)(function)的參數(shù)列表是一樣的
a,b
a=1,b=2
*args
**kwargs
a,b=1,*args
空
....
expression是一個關(guān)于參數(shù)的表達式，表達式中出現(xiàn)的參數(shù)需要在argument_list中有定義，并且表達式只能是單行的。
1
None
a+b
sum(a)
1 if a >10 else 0
[i for i in range(10)]
...
普通函數(shù)和Lambda函數(shù)的區(qū)別
沒有名稱
Lambda函數(shù)沒有名稱，而普通操作有一個合適的名稱。Lambda函數(shù)沒有返回值
使用def關(guān)鍵字構(gòu)建的普通函數(shù)返回值或序列數(shù)據(jù)類型，但在Lambda函數(shù)中返回一個完整的過程。假設(shè)我們想要檢查數(shù)字是偶數(shù)還是奇數(shù)，使用lambda函數(shù)語法類似于下面的代碼片段。
b = lambda x: "Even" if x%2==0 else "Odd"
b(9)
函數(shù)只在一行中
Lambda函數(shù)只在一行中編寫和創(chuàng)建，而在普通函數(shù)的中使用縮進不用于代碼重用
Lambda函數(shù)不能用于代碼重用，或者不能在任何其他文件中導(dǎo)入這個函數(shù)。相反，普通函數(shù)用于代碼重用，可以在外部文件中使用。
為什么要使用Lambda函數(shù)?
一般情況下，我們不使用Lambda函數(shù)，而是將其與高階函數(shù)一起使用。高階函數(shù)是一種需要多個函數(shù)來完成任務(wù)的函數(shù)，或者當一個函數(shù)返回任何另一個函數(shù)時，可以選擇使用Lambda函數(shù)。
什么是高階函數(shù)?
通過一個例子來理解高階函數(shù)。假設(shè)有一個整數(shù)列表，必須返回三個輸出。
一個列表中所有偶數(shù)的和 一個列表中所有奇數(shù)的和 一個所有能被三整除的數(shù)的和
首先假設(shè)用普通函數(shù)來處理這個問題。在這種情況下，將聲明三個不同的變量來存儲各個任務(wù)，并使用一個for循環(huán)處理并返回結(jié)果三個變量。該方法常規(guī)可正常運行。
現(xiàn)在使用Lambda函數(shù)來解決這個問題，那么可以用三個不同的Lambda函數(shù)來檢查一個待檢驗數(shù)是否是偶數(shù)，奇數(shù)，還是能被三整除，然后在結(jié)果中加上一個數(shù)。
def return_sum(func, lst):
result = 0
for i in lst:
#if val satisfies func
if func(i):
result = result + i
return result
lst = [11,14,21,56,78,45,29,28]
x = lambda a: a%2 == 0
y = lambda a: a%2 != 0
z = lambda a: a%3 == 0
print(return_sum(x, lst))
print(return_sum(y, lst))
print(return_sum(z, lst))
這里創(chuàng)建了一個高階函數(shù)，其中將Lambda函數(shù)作為一個部分傳遞給普通函數(shù)。其實這種類型的代碼在互聯(lián)網(wǎng)上隨處可見。然而很多人在使用Python時都會忽略這個函數(shù)，或者只是偶爾使用它，但其實這些函數(shù)真的非常方便，同時也可以節(jié)省更多的代碼行。接下來我們一起看看這些高階函數(shù)。
Python內(nèi)置高階函數(shù)
Map函數(shù)
map() 會根據(jù)提供的函數(shù)對指定序列做映射。
Map函數(shù)是一個接受兩個參數(shù)的函數(shù)。第一個參數(shù) function 以參數(shù)序列中的每一個元素調(diào)用 function 函數(shù)，第二個是任何可迭代的序列數(shù)據(jù)類型。返回包含每次 function 函數(shù)返回值的新列表。
map(function, iterable, ...)
Map函數(shù)將定義在迭代器對象中的某種類型的操作。假設(shè)我們要將數(shù)組元素進行平方運算，即將一個數(shù)組的每個元素的平方映射到另一個產(chǎn)生所需結(jié)果的數(shù)組。
arr = [2,4,6,8]
arr = list(map(lambda x: x*x, arr))
print(arr)
我們可以以不同的方式使用Map函數(shù)。假設(shè)有一個包含名稱、地址等詳細信息的字典列表，目標是生成一個包含所有名稱的新列表。
students = [
{"name": "John Doe",
"father name": "Robert Doe",
"Address": "123 Hall street"
},
{
"name": "Rahul Garg",
"father name": "Kamal Garg",
"Address": "3-Upper-Street corner"
},
{
"name": "Angela Steven",
"father name": "Jabob steven",
"Address": "Unknown"
}
]
print(list(map(lambda student: student['name'], students)))
>>> ['John Doe', 'Rahul Garg', 'Angela Steven']
上述操作通常出現(xiàn)在從數(shù)據(jù)庫或網(wǎng)絡(luò)抓取獲取數(shù)據(jù)等場景中。
Filter函數(shù)
Filter函數(shù)根據(jù)給定的特定條件過濾掉數(shù)據(jù)。即在函數(shù)中設(shè)定過濾條件，迭代元素，保留返回值為True 的元素。Map 函數(shù)對每個元素進行操作，而 filter 函數(shù)僅輸出滿足特定要求的元素。
假設(shè)有一個水果名稱列表，任務(wù)是只輸出那些名稱中包含字符“g”的名稱。
fruits = ['mango', 'apple', 'orange', 'cherry', 'grapes']
print(list(filter(lambda fruit: 'g' in fruit, fruits)))
filter(function or None, iterable) --> filter object
返回一個迭代器，為那些函數(shù)或項為真的可迭代項。如果函數(shù)為None，則返回為真的項。
Reduce函數(shù)
這個函數(shù)比較特別，不是 Python 的內(nèi)置函數(shù)，需要通過from functools import reduce 導(dǎo)入。Reduce 從序列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)返回單個輸出值，它通過應(yīng)用一個給定的函數(shù)來減少元素。
reduce(function, sequence[, initial]) -> value
將包含兩個參數(shù)的函數(shù)(function)累計應(yīng)用于序列(sequence)的項，從左到右，從而將序列reduce至單個值。
如果存在initial，則將其放在項目之前的序列，并作為默認值時序列是空的。
假設(shè)有一個整數(shù)列表，并求得所有元素的總和。且使用reduce函數(shù)而不是使用for循環(huán)來處理此問題。
from functools import reduce
lst = [2,4,6,8,10]
print(reduce(lambda x, y: x+y, lst))
>>> 30
還可以使用 reduce 函數(shù)而不是for循環(huán)從列表中找到最大或最小的元素。
lst = [2,4,6,8]
# 找到最大元素
print(reduce(lambda x, y: x if x>y else y, lst))
# 找到最小元素
print(reduce(lambda x, y: x if x<y else y, lst))
高階函數(shù)的替代方法
列表推導(dǎo)式
其實列表推導(dǎo)式只是一個for循環(huán)，用于添加新列表中的每一項，以從現(xiàn)有索引或一組元素創(chuàng)建一個新列表。之前使用map、filter和reduce完成的工作也可以使用列表推導(dǎo)式完成。然而，相比于使用Map和filter函數(shù)，很多人更喜歡使用列表推導(dǎo)式，也許是因為它更容易應(yīng)用和記憶。
同樣使用列表推導(dǎo)式將數(shù)組中每個元素進行平方運算，水果的例子也可以使用列表推導(dǎo)式來解決。
arr = [2,4,6,8]
arr = [i**2 for i in arr]
print(arr)
fruit_result = [fruit for fruit in fruits if 'g' in fruit]
print(fruit_result)
字典推導(dǎo)式
與列表推導(dǎo)式一樣，使用字典推導(dǎo)式從現(xiàn)有的字典創(chuàng)建一個新字典。還可以從列表創(chuàng)建字典。
假設(shè)有一個整數(shù)列表，需要創(chuàng)建一個字典，其中鍵是列表中的每個元素，值是列表中的每個元素的平方。
lst = [2,4,6,8]
D1 = {item:item**2 for item in lst}
print(D1)
>>> {2: 4, 4: 16, 6: 36, 8: 64}
# 創(chuàng)建一個只包含奇數(shù)元素的字典
arr = [1,2,3,4,5,6,7,8]
D2 = {item: item**2 for item in arr if item %2 != 0}
print(D2)
>>> {1: 1, 3: 9, 5: 25, 7: 49}
一個簡單應(yīng)用
如何快速找到多個字典的公共鍵
方法一
dl = [d1, d2, d3] # d1, d2, d3為字典，目標找到所有字典的公共鍵
[k for k in dl[0] if all(map(lambda d: k in d, dl[1:]))]
例
dl = [{1:'life', 2: 'is'},
{1:'short', 3: 'i'},
{1: 'use', 4: 'python'}]
[k for k in dl[0] if all(map(lambda d: k in d, dl[1:]))]
# 1
解析
# 列表表達式遍歷dl中第一個字典中的鍵
[k for k in dl[0]]
# [1, 2]
# lambda 匿名函數(shù)判斷字典中的鍵，即k值是否在其余字典中
list(map(lambda d: 1 in d, dl[1:]))
# [True, True]
list(map(lambda d: 2 in d, dl[1:]))
#[False, False]
# 列表表達式條件為上述結(jié)果([True, True])全為True,則輸出對應(yīng)的k值
#1
方法二
# 利用集合（set）的交集操作
from functools import reduce
# reduce(lambda a, b: a*b, range(1,11)) # 10!
reduce(lambda a, b: a & b, map(dict.keys, dl))
寫在最后
目前已經(jīng)學(xué)習(xí)了Lambda函數(shù)是什么，以及Lambda函數(shù)的一些使用方法。隨后又一起學(xué)習(xí)了Python中的高階函數(shù)，以及如何在高階函數(shù)中使用lambda函數(shù)。除此之外，還學(xué)習(xí)了高階函數(shù)的替代方法：在列表推導(dǎo)式和字典推導(dǎo)式中執(zhí)行之前操作。雖然這些方法看似簡單，或者說你之前已經(jīng)見到過這類方法，但你很可能很少使用它們。你可以嘗試在其他更加復(fù)雜的函數(shù)中使用它們，以便使代碼更加簡潔。
