Python 的高阶函数

说明

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Python 也支持高阶函数的概念。如果函数包含其他函数作为参数或返回函数作为输出，则称为高阶函数（Higher Order Function），即与另一函数一起操作的函数称为高阶函数。值得知道的是，这个高阶函数也适用于将函数作为参数或返回函数作为结果的函数和方法。Python 中常用的高阶函数有 map() 、reduce() 、filter() 、sorted() 等。

特点

Python 高阶函数的特点：

函数是对象类型（Object type）的实例
可以将函数存储在变量中
可以将函数作为参数传递给另一个函数
您可以从函数返回函数
您可以将它们存储在数据结构中，如哈希表、列表等…

函数作为对象

在 Python中，可以将函数分配给变量，此赋值不调用函数，而是创建对该函数的引用。考虑下面的例子，以便更好地理解。

def shout(text):
    return text.upper()

print(shout('Hello'))
# HELLO

# 将函数赋值给变量
yell = shout

print(yell('Hello'))
# HELLO

在上面的示例中，一个函数对象被 shout 引用，并创建指向它的第二个名称 yell。

将函数作为参数传递给其他函数类似于 Python 中的对象，因此，它们可以作为参数传递给其他函数。请考虑下面的示例，在这里我们创建了一个函数 greet，它将函数作为参数。

def shout(text):
    return text.upper()

def whisper(text):
    return text.lower()

def greet(func):
    # 将函数存储在变量中
    greeting = func("Hi, I am created by a function \
    passed as an argument.")
    print(greeting)

greet(shout)
# HI, I AM CREATED BY A FUNCTION PASSED AS AN ARGUMENT.
greet(whisper)
# hi, i am created by a function passed as an argument.

返回函数

由于函数是对象，我们也可以从另一个函数返回一个函数。在下面的示例中，create_adder 函数返回 adder 函数。

# 来说明函数可以返回另一个函数
def create_adder(x):
    def adder(y):
        return x + y

    return adder

add_15 = create_adder(15)

print(add_15(10))
# 25

这个特性正好可以运用到下边的装饰器的思想中。

装饰器

装饰器是 Python 中最常用的高阶函数。它允许程序员修改函数或类的行为。装饰器允许我们包装另一个函数，以扩展包装函数的行为，而无需永久修改它。在 Decorators 中，函数作为参数被放入另一个函数中，然后在包装器函数中调用。

装饰器的编写方法为：

@gfg_decorator
def hello_decorator():
    ...

# 上述代码相当于：

def hello_decorator():
    ...

hello_decorator = gfg_decorator(hello_decorator)

在上面的代码中，gfg_decorator 是一个可调用函数，将在另一个可调用函数 hello_decorator 函数的顶部添加一些代码，并返回包装器函数（wrapper function）。

案例：

# 定义一个装饰器
def hello_decorator(func): 

    # inner1 is a Wrapper function in  
    # which the argument is called 

    # inner function can access the outer local 
    # functions like in this case "func" 
    def inner1(): 
        print("Hello, this is before function execution") 

        # calling the actual function now 
        # inside the wrapper function. 
        func() 

        print("This is after function execution") 

    return inner1 


# defining a function, to be called inside wrapper 
def function_to_be_used(): 
    print("This is inside the function !!") 


# passing 'function_to_be_used' inside the 
# decorator to control its behavior 
function_to_be_used = hello_decorator(function_to_be_used) 


# calling the function 
function_to_be_used() 

# 输出
'''
Hello, this is before function execution
This is inside the function !!
This is after function execution
'''

Python 内置高阶函数

内置函数有 map()、filter()、zip()，内置库中的 reduce() 也经常使用。

Python 标准库 functools 高阶函数和可调用对象上的操作也经常使用，特别是 reduce() 聚合执行和 partial() 偏函数。

参考

https://docs.python.org/zh-cn/3/library/functools.html
https://www.geeksforgeeks.org/higher-order-functions-in-python/

Python 的高阶函数

特点

函数作为对象

返回函数

装饰器

Python 内置高阶函数

参考

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