Python 内建函数和函数式编程

关于Python内建函数的学习笔记。

关键字： Python内建函数，函数式编程，Functional Programming

iter()

把一切可以变成iterator的对象对变成iterator.

dict()

>>> L = [('Italy', 'Rome'), ('France', 'Paris'), ('US', 'Washington DC')]
>>> dict(L)
{'Italy': 'Rome', 'US': 'Washington DC', 'France': 'Paris'}

Generator和yield

一个递归的generator，实现中根次序遍历树：

def inorder(t):
    if t:
        for x in inorder(t.left):
            yield x
        yield t.label
        for x in inorder(t.right):
            yield x

Generator的状态还可以中途被改变，通过send()方法对generator传值，而在generator 中通过val = (yield i)方法获得这个值，然后根据需要做一些变化：

def counter (maximum):
    i = 0
    while i < maximum:
        val = (yield i)
        # If value provided, change counter
        if val is not None:
            i = val
        else:
            i += 1

>>> it = counter(10)
>>> print it.next()
0
>>> print it.next()
1
>>> print it.send(8)
8
>>> print it.next()
9
>>> print it.next()
Traceback (most recent call last):
File "t.py", line 15, in ?
    print it.next()
StopIteration

map()

map(f, iterA, iterB, ...) 返回一个列表，该列表内容是：

f(iterA[0], iterB[0]), f(iterA[1], iterB[1]), f(iterA[2], iterB[2]), ....

filter()

>>> def is_even(x):
...     return (x % 2) == 0

>>>>>> filter(is_even, range(10))
[0, 2, 4, 6, 8]

>>> [x for x in range(10) if is_even(x)]
[0, 2, 4, 6, 8]

existing_files = filter(os.path.exists, file_list)

reduce()

reduce(func, iter, [initial_value])返回对一个iterator不断地执行func()操作后最终的结果。比如iter是[1, 2, 3]，则

reduce(func, iter) 返回 func(func(1, 2), 3)
reduce(func, iter, 4) 返回 func(func(func(4, 1), 2), 3)
total = reduce(lambda a, b: (0, a[1] + b[1]), items)[1]

enumerate()

>>> for i in enumerate(['subject', 'verb', 'object']):
...     print(i)
...
(0, 'subject')
(1, 'verb')
(2, 'object')

any()和all()

any(iter)，当iter中有一个元素为真时返回True，相当于很多个or。
all(iter)，当iter中所有元素都为真时返回True，相当于很多个and。

itertools模块

itertools模块包含一些常用的功能：

itertools.count(n)

itertools.count() => 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ...
itertools.count(10) => 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, ...

itertools.cycle(iter)

itertools.cycle([1,2,3,4,5]) => 1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3, 4, 5, ...

itertools.repeat(elem, [n])

itertools.repeat('abc') => abc, abc, abc, abc, abc, abc, abc, ...
itertools.repeat('abc', 5) => abc, abc, abc, abc, abc

itertools.chain(iterA, iterB, …)

itertools.chain(['a', 'b', 'c'], (1, 2, 3)) => a, b, c, 1, 2, 3

itertools.izip(iterA, iterB, …)

itertools.izip(['a', 'b', 'c'], (1, 2, 3)) => ('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)

内建函数zip()也做类似的事，但izip()和zip()不同的是，izip()不会在内存中构造出整个要返回的列表，而是在需要的时候才去构造一个tuple。

####　itertools.islice(iter, [start], stop, [step])

itertools.islice(range(10), 2, 8, 2) => 2, 4, 6

itertools.imap(f, iterA, iterB, …)

itertools.imap(f, iterA, iterB, ...) =>
f(iterA[0], iterB[0]), f(iterA[1], iterB[1]), f(iterA[2], iterB[2]), ...

itertools.starmap(func, iter)

startmap用于iterable的东西会返回一个个tuple，而func使用这些tuple作为参数。

itertools.starmap(os.path.join,
                  [('/usr', 'bin', 'java'), ('/bin', 'python'),
                   ('/usr', 'bin', 'perl'),('/usr', 'bin', 'ruby')])
=>
/usr/bin/java, /bin/python, /usr/bin/perl, /usr/bin/ruby

itertools.ifilter(predicate, iter)

类似于filter，不过是iterator。另外还有一个相反的

itertools.ifilterfalse(predicate, iter)

itertools.takewhile(predicate, iter)

def less_than_10(x):
    return (x < 10)

itertools.takewhile(less_than_10, itertools.count()) =>
    0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

itertools.dropwhile(predicate, iter)

itertools.dropwhile(less_than_10, itertools.count()) =>
    10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, ...

itertools.groupby(iter, key_func=None)

city_list = [('Decatur', 'AL'), ('Huntsville', 'AL'), ('Selma', 'AL'),
             ('Anchorage', 'AK'), ('Nome', 'AK'),
             ('Flagstaff', 'AZ'), ('Phoenix', 'AZ'), ('Tucson', 'AZ'),
             ...
            ]

def get_state ((city, state)):
    return state

itertools.groupby(city_list, get_state) =>
  ('AL', iterator-1),
  ('AK', iterator-2),
  ('AZ', iterator-3), ...

where
iterator-1 =>
  ('Decatur', 'AL'), ('Huntsville', 'AL'), ('Selma', 'AL')
iterator-2 =>
  ('Anchorage', 'AK'), ('Nome', 'AK')
iterator-3 =>
  ('Flagstaff', 'AZ'), ('Phoenix', 'AZ'), ('Tucson', 'AZ')

参考资料：

Functional Programming HOWTO