Python 高阶函数 -- map/reduce

这个内容我是参考廖雪峰的博客，摘抄其中一些内容而来的，附带解决他最后的问题代码。

这是我在C/C++中未曾见过的语法(可能是我学艺未精)，理解它确实花了十来二十分钟。它提供了一条google的论文链接:“MapReduce: Simplified Data Processing on Large Clusters",据说是一篇很牛逼的文章。当我理解了这个概念后，觉得确实很方便。

先看map。map()函数接收两个参数，一个是函数，一个是Iterable，map将传入的函数依次作用到序列的每个元素，并把结果作为新的Iterator返回。

举例说明，比如我们有一个函数f(x)=x2，要把这个函数作用在一个list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]上，就可以用map()实现如下：

            f(x) = x * x

                  │
                  │
  ┌────────────--------───┐
  │   │   │   │   │   │   │   │   │
  ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼

[ 1    2    3    4    5    6    7    8    9 ]

  │   │   │   │   │   │   │   │   │
  │   │   │   │   │   │   │   │   │
  ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼

[ 1    4    9   16    25   36   49   64   81 ]

现在，我们用Python代码实现：

1 >>> def f(x):
2 ...     return x * x
3 ...
4 >>> r = map(f, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
5 >>> list(r)
6 [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

map()传入的第一个参数是f，即函数对象本身。由于结果r是一个Iterator，Iterator是惰性序列，因此通过list()函数让它把整个序列都计算出来并返回一个list。

再看reduce的用法。reduce把一个函数作用在一个序列[x1, x2, x3, ...]上，这个函数必须接收两个参数，reduce把结果继续和序列的下一个元素做累积计算，其效果就是：

reduce(f, [x1, x2, x3, x4]) = f(f(f(x1, x2), x3), x4)

比方说对一个序列求和，就可以用reduce实现:

>>> from functools import reduce
>>> def add(x, y):
...     return x + y
...
>>> reduce(add, [1, 3, 5, 7, 9])
25

这个例子本身没多大用处，但是，如果考虑到字符串str也是一个序列，对上面的例子稍加改动，配合map()，我们就可以写出把str转换为int的函数：

>>> from functools import reduce
>>> def fn(x, y):
...     return x * 10 + y
...
>>> def char2num(s):
...     digits = {'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}
...     return digits[s]
...
>>> reduce(fn, map(char2num, '13579'))
13579

练习

利用map()函数，把用户输入的不规范的英文名字，变为首字母大写，其他小写的规范名字。输入：['adam', 'LISA', 'barT']，输出：['Adam', 'Lisa', 'Bart']：
```
#-*- coding: utf-8 -*-
def normalize(name):
    return name.capitalize()

# 测试:
L1 = ['adam', 'LISA', 'barT']
L2 = list(map(normalize, L1))
print(L2)
```

Python提供的sum()函数可以接受一个list并求和，请编写一个prod()函数，可以接受一个list并利用reduce()求积

# -*- coding: utf-8 -*-
from functools import reduce

def prod(L):
    def fn(x,y):
        return x*y
    return reduce(fn,L)

print('3 * 5 * 7 * 9 =', prod([3, 5, 7, 9]))
if prod([3, 5, 7, 9]) == 945:
    print('测试成功!')
else:
    print('测试失败!')

利用map和reduce编写一个str2float函数，把字符串'123.456'转换成浮点数123.456：

# -*- coding: utf-8 -*-
from functools import reduce

def str2float(s):
    DIGITS = {'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}
    pos = len(s)-s.index(".")-1 #寻找小数位

    def char2num(my_str):
        if(my_str != "."):
            return DIGITS[my_str]

    def fn(x,y):
        if y==None:
            return x
        else:
            return 10*x+y
    return reduce(fn,map(char2num,s))/(10**pos)

print('str2float(\'123.456\') =', str2float('123.456'))
if abs(str2float('123.456') - 123.456) < 0.00001:
    print('测试成功!')
else:
    print('测试失败!')

Python 高阶函数 -- map/reduce

练习

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