Python小白学习之路（十五）—【map()函数】【filter()函数】【reduce()函数】

一、map()函数

map()是 Python 内置的高阶函数

• 有两个参数，第一个是接收一个函数 f（匿名函数或者自定义函数都OK啦）；第二个参数是一个 可迭代对象
• 功能是通过把函数 f 依次作用在 第二个参数 的每个元素上，得到一个新的 list 并返回。（新的 list 元素的个数与位置与旧的 list 一致）
• 实质就是内部 for 循环，遍历迭代对象的每一个元素 

例如，我们现在有一个需求，对于一个 list num_1 = [1, 2, 3, 4]

如果希望把list的每个元素都作平方，就可以用map()函数：

因此，我们只需要传入函数f(x)=x*x，就可以利用map()函数完成这个计算：

num_1 = [1, 2, 3, 4]
def f(x):
    return x * x
print(list(map(f, num_1)))

#输出结果：

[1, 4, 9, 10]

也可以使用上节课学习的匿名函数来写

num_1 = [1, 2, 3, 4]
print(list(map(lambda x : x + 1, num_1)))

#输出结果：

[1, 4, 9, 10]

注意：
map()函数不改变原有的 list，而是返回一个新的 list。

利用map()函数，可以把一个 list 转换为另一个 list，只需要传入转换函数。

由于list包含的元素可以是任何类型，因此，map() 不仅仅可以处理只包含数值的 list，事实上它可以处理包含任意类型的 list，只要传入的函数f可以处理这种数据类型。

任务

假设用户输入的英文名字不规范，没有按照首字母大写，后续字母小写的规则，请利用map()函数，把一个list（包含若干不规范的英文名字）变成一个包含规范英文名字的list：

输入：['adam', 'LISA', 'barT']
输出：['Adam', 'Lisa', 'Bart']

#方法一：

name_1 = ['adam', 'LISA', 'barT']
def format_name(x):
    name = x[0:1].upper() + x[1:].lower()
    return name
print(list(map(format_name,name_1)))

#方法二：
name_1 = ['adam', 'LISA', 'barT']
print(list(map(lambda x : x[0:1].upper() + x[1:].lower(),name_1)))

二、filter()函数

filter()函数是 Python 内置的一个有用的高阶函数

• filter()函数接收一个函数 f 和一个list
• 这个函数 f 的作用是对每个元素进行判断，返回 True或 False
• filter()根据判断结果自动过滤掉不符合条件的元素，返回由符合条件元素组成的新list。
• （即函数处理结果为 True 的保留，为 False 的过滤）

例如，要从一个list [1, 4, 6, 7, 9, 12, 17]中删除偶数，保留奇数

首先，要编写一个判断奇数的函数：

然后，利用filter()过滤掉偶数：

#方法一：（利用自定义函数）

num_1 = [1, 4, 6, 7, 9, 12, 17]
    def is_odd(x):
    return x % 2 == 1
print(list(filter(is_odd, num_1)))
#结果：
    [1, 7, 9, 17]

#方法二：（利用匿名函数）


num_1 = [1, 4, 6, 7, 9, 12, 17]
print(list(filter(lambda x : x % 2 == 1, num_1)))

利用filter()，可以完成很多有用的功能

任务一：删除 None 或者空字符串：

方法一：（利用自定义函数）

list_1 = ['test', None, '', 'str', ' ', 'END']
    def is_not_empty(s):
    return s and len(s.strip()) > 0
print(list(filter(is_not_empty, list_1)))

方法二：（利用匿名函数）

list_1 = ['test', None, '', 'str', ' ', 'END']
print(list(filter(lambda s : s and len(s.strip()) > 0, list_1)))

回顾：s.strip()

s.strip(rm) 删除 s 字符串中开头、结尾处的 rm 序列的字符。

当rm为空时，默认删除空白符（包括' ', ' ', ' ', ' ')，如下：

a = ' 123'
a.strip()
#结果： '123'

a='		123
'
a.strip()
#结果：'123'

任务二：利用filter()过滤出1~100中平方根是整数的数，即结果应该是：

import math
def is_int_sqrt(x):
    return math.sqrt(x) % 2 == 1 or math.sqrt(x) % 2 == 0
print(list(filter(is_int_sqrt, range(0,101))))

#执行结果：
[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

注意：因为用到平方根函数 math.sqrt(x) ，而这个函数在 import math 库里，调用时需要在程序开头说明

三、reduce()函数

reduce()函数是Python内置的一个高阶函数。

• reduce()函数接收的参数和 map()类似
• 一个函数 f，一个list，但行为和 map()不同
• reduce()传入的函数 f 必须接收两个参数，reduce()对list的每个元素反复调用函数f，并返回最终结果值。
• 简单来说，reduce()函数处理一个序列，然后把序列进行合并操作
• 在python3中，使用reduce()函数，需要声明 from functools import reduce

例如，编写一个sum_num1函数，接收x和y，返回x和y的和：

from functools import reduce
num_1 = [1, 3, 5, 7, 9]
def sum_num1(x, y):
    return x + y
print(reduce(sum_num1 ,num_1))

'''
#分析过程如下：

reduce函数将做如下计算：

先计算头两个元素：sum_num1(1, 3)，结果为4；
再把结果和第3个元素计算：sum_num1(4, 5)，结果为9；
再把结果和第4个元素计算：sum_num1(9, 7)，结果为16；
再把结果和第5个元素计算：sum_num1(16, 9)，结果为25；
由于没有更多的元素了，计算结束，返回结果25。
上述计算实际上是对 list 的所有元素求和。虽然Python内置了求和函数sum()，但是，利用reduce()求和也很简单。

'''

reduce()还可以接收第3个可选参数，作为计算的初始值。

如果把初始值设为100，计算：

from functools import reduce
num_1 = [1, 3, 5, 7, 9]
def sum_num1(x, y):
    return x + y
print(reduce(sum_num1 ,num_1，100))

计算初始值和第一个元素：sum_num1(100, 1)，结果为101。其余过程同上

任务二：
Python内置了求和函数sum()，但没有求积的函数，请利用recude()来求积：

输入：[2, 4, 5, 7, 12]
输出：2*4*5*7*12的结果

#方法一：
from functools import reduce
num_1 = [2, 4, 5, 7, 12]
def fun(x, y):
    return x * y
print(reduce(fun, num_1))

#方法二：
from functools import reduce
num_1 = [2, 4, 5, 7, 12]
print(reduce(lambda x ,y: x * y, num_1))