詳解Python中的普通函數(shù)和高階函數(shù)
什么是函數(shù)
每個(gè)語(yǔ)言都有函數(shù)，甚至大家用的Excel里面也有函數(shù)，我們以前學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)也很多各種各樣的函數(shù)。
Python中的函數(shù)也是一樣的。
def f(x):
print("參數(shù)為：",x)
return x
這里的函數(shù) y = f(x), 在數(shù)學(xué)中表示為一條斜率為1的直線。
函數(shù)的嵌套調(diào)用
def z(x):
pass
def f(x):
print("參數(shù)為：",x)
return z(x)
像這樣，我們?cè)趂(x)中調(diào)用了z（x）函數(shù)（這里使用了pass關(guān)鍵字，實(shí)現(xiàn)先不寫(xiě)，僅作展示目的）
我們能不能不定義z(x)就定義一個(gè)函數(shù)調(diào)用別的函數(shù)呢？
就像實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)的平方，函數(shù)的‘平方',大概這個(gè)意思。
高階函數(shù)
def f(z):
return z()
這就是高階函數(shù)，f函數(shù)需要外界提供一個(gè)參數(shù)，這個(gè)參數(shù)必須是一個(gè)函數(shù)。
在使用f(z)的時(shí)候，我們不能給一個(gè)f(2), f(3)這樣的值?；蛘哂袀€(gè)函數(shù)如d(x)返回非函數(shù)值結(jié)果，我們不能這樣調(diào)用:f（d(1))。
學(xué)委準(zhǔn)備了下面的代碼，從簡(jiǎn)單函數(shù)逐步演化為高階函數(shù)：
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time : 2021/10/24 11:39 下午
# @Author : LeiXueWei
# @CSDN/Juejin/Wechat: 雷學(xué)委
# @XueWeiTag: CodingDemo
# @File : func_demo2.py
# @Project : hello
def f1(x):
return x
def f2(x, z=100):
return x + z / 10
def f3(x, z=100, *dynamic_args):
sum = 0
for arg in dynamic_args:
sum += arg
return x + z / 10 + sum / 10000.0
def dummy_sum(*args):
return 0
def f4(x, z=100, sum_func=dummy_sum):
return x + z / 10 + sum_func() / 10000.0
print(f1(100))
print(f2(100, z=50))
print(f3(100, 50, 4, 5, 6))
def sum_g(*dynamic_args):
def sum_func():
sum = 0
for arg in dynamic_args:
sum += arg
return sum
return sum_func
print(f4(100, 50, sum_g(4, 5, 6)))
這里我們看到函數(shù)f1, f2, f3, f4。
補(bǔ)充一個(gè)知識(shí)點(diǎn)： *dynamic_args 是一個(gè)動(dòng)態(tài)參數(shù)，不定長(zhǎng)度的參數(shù)。
也就是f3明明聲明了3個(gè)參數(shù)，最后我們給了5個(gè)參數(shù)。
這里f3認(rèn)為x=100, z=50, dynamic_args = [4, 5, 6]
我們先看看輸出結(jié)果：
f3 和f4 看起來(lái)結(jié)果一樣。
但是性質(zhì)完整不一樣，讀者可以思考十秒。
f4彈性非常大，因?yàn)榈谌齻€(gè)參數(shù)為函數(shù)。
高階函數(shù)可以幫助我們把計(jì)算‘降維'（三維變成二維，二維變一維）。
我們思考一下計(jì)算圓形和方形的面積
相信大家閉著眼都能寫(xiě)出下面兩個(gè)函數(shù)：
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
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# @File : func_demo2.py
# @Project : hello
import math
def circle_area(r):
return math.pi * r * r
def rectangle_area(a, b):
return a * b
這是圓形面積的數(shù)學(xué)公式：
f ( r ) = π ? r 2
這是矩形面積的數(shù)學(xué)公式：
f ( a , b ) = a ? b
我們看到這里有的有1個(gè)參數(shù)的，有的有兩個(gè)的怎么變成高階函數(shù)？
讀者可以思考一會(huì)。
下面是代碼：
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time : 2021/10/24 11:39 下午
# @Author : LeiXueWei
# @CSDN/Juejin/Wechat: 雷學(xué)委
# @XueWeiTag: CodingDemo
# @File : func_demo2.py
# @Project : hello
import math
def circle_area(r):
return math.pi * r * r
def rectangle_area(a, b):
return a * b
def area(x, linear, factor):
return x * linear(x, factor)
def relation(x, factor):
return x * factor
a = 10
b = 20
print("長(zhǎng)方形面積：", rectangle_area(a, b))
print("圓形面積：", circle_area(a))
print("長(zhǎng)方形面積：", area(a, relation, factor=b / a))
print("圓形面積：", area(a, relation, factor=math.pi))
結(jié)果如下圖：
這只是一種解法。
從代碼可以看到，我們把圓形和矩形都看作某一個(gè)參照物（半徑/一條邊）的平方，再成乘以一個(gè)系數(shù)。
下面，我們把正方形面積計(jì)算加上：
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time : 2021/10/24 11:39 下午
# @Author : LeiXueWei
# @CSDN/Juejin/Wechat: 雷學(xué)委
# @XueWeiTag: CodingDemo
# @File : func_demo2.py
# @Project : hello
import math
def circle_area(r):
return math.pi * r * r
def square_area(a):
return a * a
def rectangle_area(a, b):
return a * b
def area(x, linear, factor):
return x * linear(x, factor)
def relation(x, factor):
return x * factor
a = 10
b = 20
print("長(zhǎng)方形面積：", rectangle_area(a, b))
print("正方形面積：", square_area(a))
print("圓形面積：", circle_area(a))
print("長(zhǎng)方形面積：", area(a, relation, factor=b / a))
print("正方形面積：", area(a, relation, factor=1))
print("圓形面積：", area(a, relation, factor=math.pi))
上面的代碼執(zhí)行結(jié)果如下：
這就是高階函數(shù)的神奇之處，我們從正方形的角度思考。
只用一個(gè)area函數(shù)和relation函數(shù)，這兩個(gè)函數(shù)都不必修改，只需要給一個(gè)factor（經(jīng)驗(yàn)因子），就能快速計(jì)算它的面積。
為何高階函數(shù)能夠降低維度
從上面距離的計(jì)算面積的函數(shù)，我們可以看到計(jì)算圓形和長(zhǎng)方形，都能看成一個(gè)一維函數(shù)。
然后以正方形面積為參照物，快速估算出圓形和方形的面積。
當(dāng)然上面的計(jì)算圓形面積采用了半徑，還不夠直觀，讀者可以自行改為直徑，這樣factor = math.pi / 4。
這樣在感受上會(huì)更貼切。
總結(jié)
除了上面介紹的函數(shù)，參數(shù)，高階函數(shù)。我們還可以使用lambda函數(shù)：
lambda 參數(shù)1， 參數(shù)2，。。。，第n個(gè)參數(shù) ： 計(jì)算表達(dá)式
上面的函數(shù)relation函數(shù)可以省略不寫(xiě)，最后調(diào)用改為：
print("長(zhǎng)方形面積：", area(a, lambda x, f: x * f, factor=b / a))
print("正方形面積：", area(a, lambda x, f: x * f, factor=1))
print("圓形面積：", area(a, lambda x, f: x * f, factor=math.pi))
本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來(lái)幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容!
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