函数是一等对象的学习总结

文章目录

• 函数是一等对象（first-class object）
• • 1、把函数当作对象
  • 2、高阶函数
  • 3、匿名函数
  • 4、可调用对象
  • 7、仅限关键词指定
  • 参考文献

函数是一等对象（first-class object）

在Python中，万物皆可为对象，函数也不例外。

在Python中，函数为一等对象（first-class object），那么什么才是一等对象呢？

编程语言理论家把“一等对象”定义为满足下述条件的程序实体：

• 在运行时创建
• 能赋值给变量或数据结构中的元素
• 能作为参数传给函数
• 能作为函数的返回结果

1、把函数当作对象

Talk is cheap. Show me the code.

下面分别举例说明这四个特点

• 在运行时创建

  test()
  
  
  def test():
      print('hello')
  

  Traceback (most recent call last):
  File “E:/pyproject/fluent_python/test1.py”, line 1, in
  test()
  NameError: name ‘test’ is not defined

  对于上述这段代码，我们可以看到程序会报错。

  这是因为Python是从上到下一行一行执行语句的。当我们在执行到第一行时，由于还没有执行到函数test定义这一部分。因此会报test没有定义这种错误。

  这一现象说明函数满足“在运行时创建”这一特点

• 能赋值给变量或数据结构中的元素

  ⚠️注：对于定义的一个函数例如func,不加括号指的是函数的本身，加括号表示对函数的调用（原因后续会解释）。

  def func1():
      print('hello')
  
  
  def func2():
      print('world')
  
  # 赋值给变量
  a = func1  #建立了a对函数func1的一个引用
  a()
  a_list = [1, 2]
  # 赋值给列表中的元素
  a_list[1] = func2 
  print(a_list)
  

  hello
  [1, <function func2 at 0x0000026F5C2A60D8>]

• 能作为参数传给函数

  def inner():
      print('hello')
  
  
  def outer(func):
      func()
  
  # 将函数inner作为参数赋值给outer
  outer(inner)
  

  hello

• 能作为函数的返回结果

  def inner():
      print('hello')
  
  
  def outer(func):
  
      return func
  
  
  print(outer(inner))
  

  <function inner at 0x000001EA859461F8>

2、高阶函数

接受函数作为参数，或者把函数当做结果返回的函数是高阶函数(higher-order function)

例如，想要根据单词的长度排序，只需将len函数传入到sorted函数的key参数中.

fruits = ['cherry', 'apple', 'strawberry', 'banana']
sorted_fruits = sorted(fruits, key=len)
print(sorted_fruits)

[‘apple’, ‘cherry’, ‘banana’, ‘strawberry’]

高阶函数map，filter和reduce的现代替代品

reduce在Python3中已移除。map,filter可以使用列表推导或者生成器表达式代替，而且可读性更强。

def factorial(n):
    return 1 if n < 2 else n * factorial(n - 1)


print(list(map(factorial, range(6))))
print([factorial(n) for n in range(6)])

print(list(map(factorial, filter(lambda x: x % 2, range(6)))))
print([factorial(n) for n in range(6) if n % 2])

[1, 1, 2, 6, 24, 120]
[1, 1, 2, 6, 24, 120]
[1, 6, 120]
[1, 6, 120]

3、匿名函数

lambda关键词在Python表达式内创建匿名表函数。然而，Python 简单的句法限制了lambda 函数的定义体只能使用纯表达式。换句话说，lambda 函数的定义体中不能赋值，也不能使用while 和try 等Python 语句。

fruits = ['strawberry', 'fig', 'apple', 'cherry', 'raspberry', 'banana']
sorted_fruits = sorted(fruits, key=lambda word: word[::-1])
print(sorted_fruits)

[‘banana’, ‘apple’, ‘fig’, ‘raspberry’, ‘strawberry’, ‘cherry’]

lambda 句法只是语法糖：与def 语句一样，lambda 表达式会创建函数对象。

4、可调用对象

除了用户定义的函数，调用运算符（即()）,还可以应用到其他对象上。

想判断对象能否调用，可以使用内置的callable函数。

Python 数据模型文档列出了7 种可调用对象

名称	说明
用户定义的函数	使用def或lambda表达式创建
内置函数	如len 或time.strftime
内置方法	如dict.get
方法	在类的定义体中定义的函数
类	调用类时会运行类的__new__方法创建一个实例，然后运行__\init__方法，初始化实例，最后把实例返回给调用方。
类的实例	如果类定义了__call__，那么他的实例可以作为函数调用
生成器函数	使用yield关键词的函数或方法。调用生成器函数返回的是生成器对象

判断对象是否可调用callable

print([callable(obj) for obj in [abs, str, 13, list]])

函数和方法的区别

• 函数指的是用户自己定义的函数或者内置的函数

  是可以以对象作为参数传入函数的

  # 将字符串对象作为参数传入函数中
  list('hello')
  

• 方法指的是用户定义的类或者内置的类中定义的方法

  a_dict = {'a': 1, 'b': 2}
  # a_dict为一个dict类的实例
  print(type(a_dict)) # output：<class 'dict'>
  # 方法的调用形式：实例.方法
  print(a_dict.get('a'))
  

两者最大的使用区别就是

函数要作用在某个对象身上，形式为：function(obj)

方法需要使用到点(即.)操作，形式为：instance.method()

7、仅限关键词指定

下面函数展示了一个人能力和财富之间关系

def cal_money(name, *other, working_competence=0, **other_competence):
    money = working_competence*1000000
    print(f'{name} can earn ${money} in the end of the year')

例如，公司来了个小红，但是这个小红一天天不务正业，整天跟朋友一起玩，没事睡觉看电视。

今天主管说，经过精密的设计，公司开发了一块软件，通过这个软件发放年终奖

于是她想通过这个软件计算一下自己能拿多少年终奖。

他将她认识的朋友和消耗的时间都输入进去了

cal_money('xiaohong','xiaoming','xiaogang',watch_tv=100, sleep=200)

结果出来的结果让她十分伤心

xiaohong can earn $0 in the end of the year

为了测试这个功能是不是有问题，她特意找来了工作能力很强的小凤。小凤试了一下

cal_money('xiaofeng',working_competence=5)

xiaofeng can earn $5000000 in the end of the year

小红恍然大悟，原始在指定的方向努力才会有收获

这个故事告诉我们：working_competence只能通过关键字参数指定才能对其赋值，它一定不会捕获未命名的定位参数，如你认识的人xiaoming,也不会捕获关键字名不对应的值，如干与工作提升无关的事watch_tv等

• 定义函数时若想指定仅限关键字参数，要把它们放到前面有* 的参数后面。

  如将working_competence放到*other的后面。

• 如果不想支持数量不定的定位参数，但是想支持仅限关键字参数，在签名中放一个*

  例如

  def new(name, *, working_competence):
      money = working_competence * 1000000
      print(f'{name} can earn ${money} in the end of the year')
  

  在这个函数中，要求你只能填两个值（例如：绩效考核时，我并不想知道你认识多少人），而且我不管你第一个值输入什么，你第二个值必须体现出你的工作能力working_competence=4

  new('a',working_competence=4)
  

  a can earn $4000000 in the end of the year

参考文献

参考内容

[1] Fluent Python by Luciano Ramalho (O’Reilly).Copyright 2015 Luciano Ramalho, 978-1-491-94600-8.