lambda 和 iterable

Lambda 表达式

你可以使用 Lambda 表达式创建匿名函数，即没有名称的函数。lambda 表达式非常适合快速创建在代码中以后不会用到的函数。尤其对高阶函数或将其他函数作为参数的函数来说，非常实用。

我们可以使用 lambda 表达式将以下函数

def multiply(x, y):
    return x * y

简写为：

double = lambda x, y: x * y

Lambda 函数的组成部分

1. 关键字 lambda 表示这是一个 lambda 表达式。
2. lambda 之后是该匿名函数的一个或多个参数（用英文逗号分隔），然后是一个英文冒号 :。和函数相似，lambda 表达式中的参数名称是随意的。
3. 最后一部分是被评估并在该函数中返回的表达式，和你可能会在函数中看到的 return 语句很像。

练习：Lambda 与 Map

map() 是一个高阶内置函数，接受函数和可迭代对象作为输入，并返回一个将该函数应用到可迭代对象的每个元素的迭代器。下面的代码使用 map() 计算 numbers 中每个列表的均值，并创建列表 averages。测试运行这段代码，看看结果如何。

通过将 mean 函数替换为在 map() 的调用中定义的 lambda 表达式，重写这段代码，使代码更简练。

numbers = [
              [34, 63, 88, 71, 29],
              [90, 78, 51, 27, 45],
              [63, 37, 85, 46, 22],
              [51, 22, 34, 11, 18]
           ]

def mean(num_list):
    return sum(num_list) / len(num_list)

averages = list(map(mean, numbers))
print(averages)

我这么改：

mean = lambda num_list: sum(num_list) / len(num_list)
averages = list(map(mean, numbers))

但其实可以直接将lambda整个写到map参数中averages = list(map(lambda x: sum(x) / len(x), numbers))

练习：Lambda 与 Filter

filter() 是一个高阶内置函数，接受函数和可迭代对象作为输入，并返回一个由可迭代对象中的特定元素（该函数针对该元素会返回 True）组成的迭代器。下面的代码使用 filter() 从 cities 中获取长度少于 10 个字符的名称以创建列表 short_cities。测试运行这段代码，看看结果如何。

通过将 is_short 函数替换为在 filter() 的调用中定义的 lambda 表达式，重写这段代码，使代码更简练。

cities = ["New York City", "Los Angeles", "Chicago", "Mountain View", "Denver", "Boston"]

def is_short(name):
    return len(name) < 10

short_cities = list(filter(is_short, cities))
print(short_cities)

改为
short_cities = list(filter(lambda x: len(x) < 10, cities))

迭代器和生成器

迭代器是每次可以返回一个对象元素的对象，例如返回一个列表。我们到目前为止使用的很多内置函数（例如 enumerate）都会返回一个迭代器。

迭代器是一种表示数据流的对象。这与列表不同，列表是可迭代对象，但不是迭代器，因为它不是数据流。

生成器是使用函数创建迭代器的简单方式。也可以使用类定义迭代器，更多详情请参阅此处。

下面是一个叫做 my_range 的生成器函数，它会生成一个从 0 到 (x - 1) 的数字流。

def my_range(x):
    i = 0
    while i < x:
        yield i
        i += 1

注意，该函数使用了 yield 而不是关键字 return。这样使函数能够一次返回一个值，并且每次被调用时都从停下的位置继续。关键字 yield 是将生成器与普通函数区分开来的依据。

练习：实现 my_enumerate

请自己写一个效果和内置函数 enumerate 一样的生成器函数。

如下所示地调用该函数：

lessons = ["Why Python Programming", "Data Types and Operators", "Control Flow", "Functions", "Scripting"]

for i, lesson in my_enumerate(lessons, 1):
    print("Lesson {}: {}".format(i, lesson))

应该会输出：

Lesson 1: Why Python Programming
Lesson 2: Data Types and Operators
Lesson 3: Control Flow
Lesson 4: Functions
Lesson 5: Scripting

my_enumerate 函数实现：

def my_enumerate(iterable, start=0):
    """ return enumerate iterable """
    for x in zip(range(start, len(iterable)+start), iterable):
        yield x

练习：Chunker

如果可迭代对象太大，无法完整地存储在内存中（例如处理大型文件时），每次能够使用一部分很有用。

实现一个生成器函数 chunker，接受一个可迭代对象并每次生成指定大小的部分数据。

如下所示地调用该函数：

for chunk in chunker(range(25), 4):
    print(list(chunk))

应该会输出：

[0, 1, 2, 3]
[4, 5, 6, 7]
[8, 9, 10, 11]
[12, 13, 14, 15]
[16, 17, 18, 19]
[20, 21, 22, 23]
[24]

chunker 函数实现如下：

def chunker(iterable, size):
    """Yield successive chunks from iterable of length size."""
    for i in range(0, len(iterable), size):
        yield iterable[i:i + size]

可迭代的range()很强大，可以用len()也可以用切片。

为何要使用生成器？

你可能会疑问，为何要使用生成器，而不使用列表。下面这段摘自 stack overflow 页面 的内容回答了这个问题：

生成器是构建迭代器的 “懒惰” 方式。当内存不够存储完整实现的列表时，或者计算每个列表元素的代价很高，你希望尽量推迟计算时，就可以使用生成器。但是这些元素只能遍历一次。

另一种详细的解释如下（详细说明参见 该 stack overflow 页面。）

由于使用生成器是一次处理一个数据，在内存和存储的需求上会比使用list方式直接全部生成再存储节省很多资源。

由此区别，在处理大量数据时，经常使用生成器初步处理数据后，再进行长期存储，而不是使用 list。因为无论使用生成器还是 list，都是使用过就要丢弃的临时数据。既然功能和结果一样，那就不如用生成器。

但是生成器也有自己的局限，它产生的数据不能回溯，不像list可以任意选择。