Python編程技巧:如何用Map, Filter, Reduce代替For循環?

Python編程技巧:如何用Map, Filter, Reduce代替For循環?

你是否有過這樣的經歷,你查看自己寫的代碼並看到滿眼的 for 循環?你發現你必須斜著你的眼睛,並將腦袋前傾到你的顯示器,以看得更清楚。

反正我有過這樣的經歷。

for 循環就像是一把瑞士軍刀,它可以解決很多問題,但是,當你需要掃視代碼,快速搞清楚代碼所做的事情時,它們可能會讓人不知所措。

map、filter 和 reduce 這三種技術可以提供描述迭代原因的函數替代方案,以便避免過多的 for 循環。我之前在 JavaScript 中寫過這些技術的入門文章,但是它們在 Python 中的實現略有不同。

我們將簡要介紹這三種技術,主要介紹它們在 JavaScript 和 Python 中的語法差異,然後給出如何轉換 for 循環的示例。

什麼是 Map、Filter 和 Reduce?

回顧我以前編寫的代碼,我意識到 95% 的時間都花在遍歷字符串或數組上。在這種情況下,我會執行以下操作之一:將一系列語句映射到每個值,篩選滿足特定條件的值,或將數據集減少為單個聚合值。

有了這種洞察力,你就可以識別和實現這三種方法,即循環遍歷通常屬於這三種功能類別之一:

  • Map:對每個項應用相同的步驟集,存儲結果

  • Filter:應用驗證條件,存儲計算結果為 True 的項

  • Reduce:返回一個從元素傳遞到元素的值

為什麼 Python Map/Filter/Reduce 會不一樣?

在 Python 中,這三種技術作為函數存在,而不是數組或字符串類的方法。這意味著,你將編寫 map(function, my_list),而不是編寫 my_array.map(function)。

此外,每個技術都需要傳遞一個函數,該函數將執行每個項目。通常,該函數是作為匿名函數(在 JavaScript 中稱為 arrow 頭函數)編寫的。但是,在 Python 中,你經常看到被使用的是 lambda 表達式。

lambda 表達式和 arrow 函數之間的語法實際上非常相似。將 => 替換為 : 並確保使用關鍵字 lambda,其餘的幾乎相同。

// JavaScript Arrow Functionconst square = number => number * number;


// Python Lambda Expressionsquare = lambda number: number * number

arrow 函數和 lambda 表達式之間的一個關鍵區別是,arrow 函數能夠通過多個語句擴展成完整的函數,而 lambda 表達式僅限於返回的單個表達式。因此,在使用 map、filter或 reduce時,如果需要對每個項執行多個操作,請先定義函數,然後再包含它。

def inefficientSquare(number):

result = number * number

return result


map(inefficientSquare, my_list)

替換 for 循環

好了,下面來點好東西。下面是三個常見的 for 循環示例,它們將被 map、filter 和 reduce 替換。我們的編程目標:計算列表中奇數平方和。

首先,使用 基本的 for 循環示例。注意:下面的代碼純粹是為了演示,即使沒有 map/filter/reduce 也有改進空間。

numbers = [1,2,3,4,5,6]

odd_numbers =

squared_odd_numbers =

total = 0


# filter for odd numbers

for number in numbers:

if number % 2 == 1:

odd_numbers.append(number)


# square all odd numbers

for number in odd_numbers:

squared_odd_numbers.append(number * number)


# calculate total

for number in squared_odd_numbers:

total += number


# calculate average

讓我們將每個步驟轉換為這三個函數的其中之一:

from functools import reduce

numbers = [1,2,3,4,5,6]

odd_numbers = filter(lambda n: n % 2 == 1, numbers)

squared_odd_numbers = map(lambda n: n * n, odd_numbers)

total = reduce(lambda acc, n: acc + n, squared_odd_numbers)

有幾個重要的語法要點要強調。

  • map和 filter本機可用。但是,reduce必須從 Python 3 以上版本中的函數庫導入

  • lambda 表達式是所有三個函數中的第一個參數,iterable 是第二個參數

  • reduce的 lambda 表達式需要兩個參數:累加器(傳遞給每個元素的值)和單個元素本身

記住,for 循環在代碼中確實是很重要的,但是擴展工具包從來都不是壞事。

via:https://medium.com/better-programming/how-to-replace-your-python-for-loops-with-map-filter-and-reduce-c1b5fa96f43a

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