python 一等函数

一等函数

首先要明确一等对象的概念，一等对象是一个编程语言里的概念，满足以下条件：

1. 在运行时创建
2. 能赋值给变量或者是数据结构中的元素
3. 能作为参数传给函数
4. 能作为函数的返回结果

在python中，常常把“函数视作一等对象”称为“一等函数”。

下例是把函数视为对象的一个例子：

def foo(n):
    return n
tmp = foo
tmp(1)

高阶函数

接受函数为参数或者把函数作为返回结果的就是高阶函数。sorted是一个例子：

def reverse(word):
    return word[::-1]
sorted(tmp, key=reverse)

上例的意思是按照reverse后的字典序给tmp这个列表排序。

在python3中比较常见的高阶函数还有map, filter, reduce，但是在python3中一般存在更好的方式替换这三种函数。

# map
list(map(foo, range(6)))
[foo(n) for n in range(6)]
# filter
list(map(foo, filter(lambda n: n % 2, range(6))))
[foo(n) for n in range(6) if n % 2]

可见，map和filter的直接替代品是生成器表达式。而reduce在python3中不再是内置函数，而是被放到了functools中：

reduce的通用思想是：把某个操作作用到序列的元素上，把一系列的值聚合成一个值。reduce菜鸟教程

类似的内置函数有sum，any，all

1. sum 求一个序列的值的和
2. any(iterable) 只要iterable中有一个True，返回True
3. all(iterable) iterable中的值都是True时，返回True

匿名函数

lambda关键字在python表达式中创建匿名函数。lambda中的定义体不能赋值，也不能使用try，while等语句

python中除非要作为参数传给高阶函数，否则尽可能不使用lambda函数。

可调用对象

除了用户定义的函数，可调用运算符也可以应用到其他对象上。可以使用callable判断是否可以调用。

1. 用户定义的函数：使用def或者lambda创建
2. 内置函数：使用C语言实现的函数
3. 内置方法：dict.get
4. 方法：在类的定义体中定义的函数
5. 类：调用一个类时__new__->init
6. 类的实例：如果类定义了__call__方法，那么它的实例也可以被调用。

接下来说明如何把类的实例变成可调用的对象

用户定义的可调用类型

任何实现了__call__的python对象都可以被调用。

函数内省

dir()

列出常规对象没有而函数有的属性，计算两个属性集合的差集即可

从定位参数到仅限关键字参数

调用函数时使用*和**展开可迭代对象，映射到单个参数。

def tag(name, *content, cls=None, **attrs):
    if cls is not None:
        attrs['class'] = cls
    if attrs:
        attr_str = ''.join(" %s=%s"%(attr, value) for attr, value in sorted(attrs.items()))
    else:
        attr_str = ''

    if content:
        return '
'.join("<%s%s>%s</%s>"%(name, attr_str, c, name) for c in content)
    else:
        return '<%s%s />'% (name, attr_str)

简单理解就是，有名的参数被attr捕获，没有名字的参数被content捕获。

获取参数相关的信息

获取函数的签名，可以使用inspect模块：

from inspect import signature
sig = signature(foo)

其中，__defaults__元组保存定位参数和关键字参数的默认值。code.co_varnames保存参数名称。这样获取参数信息的问题在于这两个元组中的顺序不定，所以使用signature，生成一个有序映射，把参数名称和参数默认值一一对应起来。

而且signature中有一个bind方法，可以在参数传入函数之前进行格式的检查，如果确实必要的参数，会抛出TypeError，提示缺少参数。

函数注解

先来看一个有注解的函数：

def clip(text: str, max_len: 'int > 0' = 80) -> str:
    ......

参数的注解放在默认值前，冒号之后，返回值的注解在右括号后加一个箭头和返回值类型。注解不会进行任何处理，只会存在__annotations__中。

注意！！不会进行任何处理的意思是python只会把它当做一堆字串保存起来，仅作为参考的metadata使用，不会做类型检查，不做强制验证，不做类型验证。目前，只有signature函数知道如何提取注解。

sig.parameters

parameters是一个字典，建立参数名与参数注解的映射关系。

如果忘记了，直接看dir即可。

实际上，functools是一个非常有用的包，我们会在之后对其进行更深入的学习~