Python中的map()函数和reduce()函数的用法
Python内建了map()和reduce()函数。
如果你读过Google的那篇大名鼎鼎的论文“MapReduce: Simplified Data Processing on Large Clusters”，你就能大概明白map/reduce的概念。
我们先看map。map()函数接收两个参数，一个是函数，一个是序列，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list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：
现在，我们用Python代码实现：
| 1 2 3 4 5 | >>> def f(x): ... return x * x ... >>> map (f, [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 ]) [ 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。
你可能会想，不需要map()函数，写一个循环，也可以计算出结果：
| 1 2 3 4 | L = [] for n in [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 ]: L.append(f(n)) print L |
的确可以，但是，从上面的循环代码，能一眼看明白“把f(x)作用在list的每一个元素并把结果生成一个新的list”吗？
所以，map()作为高阶函数，事实上它把运算规则抽象了，因此，我们不但可以计算简单的f(x)=x2，还可以计算任意复杂的函数，比如，把这个list所有数字转为字符串：
| 1 2 | >>> map ( str , [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 ]) [ '1' , '2' , '3' , '4' , '5' , '6' , '7' , '8' , '9' ] |
只需要一行代码。
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：
| 1 2 3 4 5 | >>> def add(x, y): ... return x + y ... >>> reduce (add, [ 1 , 3 , 5 , 7 , 9 ]) 25 |
当然求和运算可以直接用Python内建函数sum()，没必要动用reduce。
但是如果要把序列[1, 3, 5, 7, 9]变换成整数13579，reduce就可以派上用场：
| 1 2 3 4 5 | >>> def fn(x, y): ... return x * 10 + y ... >>> reduce (fn, [ 1 , 3 , 5 , 7 , 9 ]) 13579 |
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：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 | >>> def fn(x, y): ... return x * 10 + y ... >>> def char2num(s): ... return { '0' : 0 , '1' : 1 , '2' : 2 , '3' : 3 , '4' : 4 , '5' : 5 , '6' : 6 , '7' : 7 , '8' : 8 , '9' : 9 }[s] ... >>> reduce (fn, map (char2num, '13579' )) 13579 |
整理成一个str2int的函数就是：
| 1 2 3 4 5 6 | def str2int(s): def fn(x, y): return x * 10 + y def char2num(s): return { '0' : 0 , '1' : 1 , '2' : 2 , '3' : 3 , '4' : 4 , '5' : 5 , '6' : 6 , '7' : 7 , '8' : 8 , '9' : 9 }[s] return reduce (fn, map (char2num, s)) |
还可以用lambda函数进一步简化成：
| 1 2 | def char2num(s): return { '0' : 0 , '1' : 1 , '2' : 2 , '3' : 3 , '4' : 4 , '5' : 5 , '6' : 6 , '7' : 7 , '8' : 8 , '9' : 9 }[s] |
| 1 2 | def str2int(s): return reduce ( lambda x,y: x * 10 + y, map (char2num, s)) |
也就是说，假设Python没有提供int()函数，你完全可以自己写一个把字符串转化为整数的函数，而且只需要几行代码！
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']。
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。