1. 引言

本文重點介紹Python中的三個特殊函數Map,Filter和Reduce，以及如何使用它們進行代碼編程。在開始介紹之前，我們先來理解兩個簡單的概念高階函數和Lambda函數。

2. 高階函數

把函數作為參數傳入，這樣的函數稱為高階函數，函數式編程就是指這種高度抽象的編程范式。

舉例如下：

def higher(your_function, some_variable):
return your_function(some_variable)

實質上，函數map，filter和reduce均為高階函數，它們的輸入參數為函數和可迭代對象(list,tumple等)，具體形式如下：

map(your_function, your_list)
filter(your_function, your_list)
reduce(your_function, your_list)

3. Lambda表達式

Lambda 函數類似于普通的 Python 函數，區別在于我們必須為普通函數命名，但對于 lambda 函數，它是可選的。

具體語法如下：

lambda inputs: output

接下來，讓我們看一下幾個普通函數及其 lambda 函數等效實現，如下：

def multiply2(x):           # is the same as
    return x * 2
multiply2 = lambda x: x*2   # lambda function

另一個例子如下：

def add(a, b): # is the same as
return a + b
add = lambda a,b: a+b # lambda function

4. Map函數

Map 用于迭代可可迭代對象中的每個元素進行相應的轉換操作。 例如，通過將 ??[1，2，3]?? 中的每個元素乘以 2，將 ??[1，2，3] ??變換為 ??[2，4，6]??。 為此，我們需要一個lambda函數，該函數用于實現將單個元素乘2的操作，如下：

before = [1,2,3]
after = list(map(lambda x:x*2, before))
# after is [2,4,6]

此外，我們在看下個示例，主要用于將字符串所有字符轉換為大寫形式。

如下：

before = ["apple", "orange", "pear"]
after = list(map(lambda x:x.upper(), before))
# after is ["APPLE", "ORANGE", "PEAR"]

需要注意的是，雖然上述 lambda 函數中使用變量 x，但只要它是有效的變量名稱，我們可以更換為任何我們想要取的變量名稱。

5. Filter函數

過濾器用于可迭代，以僅保留滿足特定條件的某些元素。例如，僅將奇數保留在 [1，2，3，4，5，6] 內并得到 [1，3，5]。在這里，我們需要一個lambda函數，它接受一個數字，如果數字是奇數，則返回True，否則返回False。

函數Filter主要功能為對于根據特定過濾條件來從可迭代對象中的選擇相應的元素。舉例，對于列表??[1,2,3,4,5,6]??，如果我們想要過濾得到其中的奇數數元素。我們可以實現一個lambda函數，當參數為奇數時為True,否則為False。

代碼如下：

before = [1,2,3,4,5,6]
after = list(filter(lambda x:x%2==1, before))
# after is [1,3,5]

在舉個栗子，實現只保留字符串長度大于等于5的，即將列表??[“apple”，“orange”，“pear”]??轉換為??[“apple”，“orange”]??。此時我們可以實現一個lambda函數，接收一個字符串，如果該字符串的長度大于等于5，則返回True，否則為False。 代碼如下：

before = ["apple", "orange", "pear"]
after = list(filter(lambda x:len(x)>=5, before))
# after is ["apple", "orange"]

6. Reduce函數

函數Reduce主要用于以某種方式來組合可迭代對象中的所有元素。 與函數??map??和??filter??不同，我們需要單獨引入?? reduce??,如下所示：

from functools import reduce

此外，reduce中使用的lambda函數需要兩個參數，它主要用于告訴我們如何將兩個元素組合成起來。舉個栗子，假如我們需要將列表??[1,2,3,4,5]??中的所有元素進行相乘得到數字??120??，這里我們需要實現的lambda函數就是接收兩個數字，并將他們相乘。 代碼示例如下：

from functools import reduce
before = [1,2,3,4,5]
after = reduce(lambda a,b: a*b, before)
# after is 120

另外一個例子，如果我們需要使用??-??來將字符串連接起來。具體為將列表??["apple", "orange", "pear"]??變成??"apple-orange-pear"??。這里，我們需要實現一個lambda函數，它接受2個字符串，并將它們用一個??-??字符相加。

代碼實現如下：

from functools import reduce
before = ["apple", "orange", "pear"]
after = reduce(lambda a,b: a+"-"+b, before)

7. 總結

本文從高級函數和Lambda函數入手，先后介紹了Map,Filter和Reduce三個高級函數的用法，并給出了相應的代碼示例。