Python 之父為什麼嫌棄 lambda 匿名函數?

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Python 之父為什麼嫌棄 lambda 匿名函數?

Python 支持 lambda 匿名函數,其擴展的 BNF 表示法是<code>lambda_expr ::= "lambda" [parameter_list] ":" expression/<code>,也就是<code>lambda 參數序列:表達式/<code>。

這是一種便捷的函數定義方式,若翻譯成我們熟知的函數形式,會是這個樣子:

<code>def (parameter_list):
return expression
/<code>

也就是說,Python 中的 lambda 函數是一種可接收多個參數的函數,返回值是一個表達式。

它最大的好處是單行簡潔,不需要函數命名與換行縮進。

不得不說,匿名函數有時候是挺好用的,比如下文會介紹到的一些常見用法,它因此受到了不少人的推崇。

但是,匿名函數通常也會造成代碼難以閱讀,容易被人濫用,再加上 Python 只提供了對它的“殘疾的”支持,所以又有一些觀點不建議使用匿名函數。

事實上,Python 之父 Guido van Rossum 就屬於“不推薦使用派”,他甚至曾經(2005年)想要移除 lambda,只不過最後妥協了。

Python 之父為什麼嫌棄 lambda 匿名函數?

出處:https://www.artima.com/weblogs/viewpost.jsp?thread=98196

lambda 這一個由其他開發者貢獻進來的特性(借鑑自 lisp 語言),存在了十多年,但是卻被這門語言的創造者(兼首席設計師)所嫌棄,最後竟然還奇蹟般地倖存了下來,對於這個故事,大家是否覺得挺有戲劇性的?

接下來,本文就仔細聊一聊這個處境尷尬卻生命力頑強的 lambda 匿名函數吧!

1、lambda 怎麼使用?

lambda 函數通常的用法是結合 map、reduce、filter、sorted 等函數一起使用,這些函數的共性是:都可以接收其它函數作為參數。

例如下面的幾個例子:

<code>my_list = [3, 1, 5, 4, 10]

# 元素全加1,結果:[4, 2, 6, 5, 11]
list(map(lambda i:i+1, my_list))

# 過濾小於10的元素,結果:[3, 1, 5, 4]
list(filter(lambda i:i<10, my_list))

# 元素累加,結果:33
from functools import reduce
reduce(lambda i,j:i+j, my_list, 10)

# 字典按值排序,結果:[('b', 1), ('a', 3), ('d', 4), ('c', 5)]
my_dict = {'a':3, 'b':1, 'c':5, 'd':4}
sorted(my_dict.items, key=lambda item:item[1])
/<code>

初學者也許會覺得代碼讀不懂,但是隻要記住“Python中的函數是一等公民”,知道一個函數可以被作為另一個函數的參數或者返回值,就容易理解了。

比如對於 map 函數的例子,你可以理解成這個形式:

<code>my_func = lambda i:i+1
list(map(my_func, my_list))
/<code>

甚至可以還原成普通的函數:

<code>def add_one(i):
return i+1

list(map(add_one, my_list))
/<code>

map 函數的第一個參數是一個函數,第二個參數是一個可迭代對象。這第一個參數會迭代地調用第二個參數中的元素,調用的結果以迭代器的形式返回。

這個例子使用了 list,是為了方便一次性取出迭代器中的元素,直觀地展示出來,在實際使用中,很可能會是基於迭代器的形式。

由這幾種用法,我們可以總結出 lambda 函數的使用規律:

  • 它出現在需要使用函數的地方

  • 它適合實現簡單的功能

  • 它是一次性的用途,不能在其它地方複用

  • 它一般不會被獨立使用,總是作為其它函數的一部分

2、lambda 有什麼問題?

由上面的用法可以看出,使用 lambda 函數的代碼比較緊湊簡潔,所以有人稱它體現了“Pythonic”的優雅思想。

但是,lambda 函數有沒有什麼缺陷呢?

有!當前的 lambda 函數有一個最大的問題,即只支持單行表達式,無法實現豐富的功能,例如無法在函數創建時使用語句(statement),無法使用 if-else 的判斷條件,也無法使用 try-except 的異常捕獲機制,等等。

這極大地限制了它的能力,導致了它被人詬病為“殘疾的”。

從技術實現的角度上看,這個問題可以通過語法層面的設計來解決。

在當年的郵件組討論中,有人提出過一些解決思路,比如這封郵件:

Python 之父為什麼嫌棄 lambda 匿名函數?

出處:https://mail.python.org/pipermail/python-dev/2006-February/060654.html

它提出了一個<code>lambda args::suite/<code>的想法,支持寫成這樣的形式:

<code>ss = sorted(seq, key=(lambda x::
try: return abs(x)
except TypeError: return 0))
/<code>

但是,Guido 很快就否決了這個思路。

他寫了一篇文章《Language Design Is Not Just Solving Puzzles》來回應:

Python 之父為什麼嫌棄 lambda 匿名函數?

出處:https://www.artima.com/weblogs/viewpost.jsp?thread=147358

其基本觀點是:不能光顧著解決一個問題/實現某種功能,就引入缺乏“Pythonicity”的語言設計。

那麼,為什麼 Guido 會認為這是一種不好的設計呢?

我試著概括一下,理由是:

  • 雙冒號“::”憑空在此引入,但是跟切片語法中的“::”完全不同,而且跟 C++/Perl 中的作用域操作符用法也不同

  • 即使不用雙冒號,用其它符號表示(比如單冒號),還是難以接受,因為都會在一個表達式中嵌入縮進代碼塊。這就跟使用花括號和 begin/end 關鍵字來作語句分組(statement grouping)一樣,都令人難以接受

  • 在 lambda 中實現其它功能並不重要,這還會讓解析器變得複雜(需區分是否有縮進、記錄縮進級別),顯得小題大做了

簡而言之,他認為簡潔友好的用戶體驗更為重要,如果簡潔的語法無法滿足需求,就應該寫成具名函數的形式,而非設計出複雜的匿名函數。

3、為什麼 Guido 想移除 lambda?

上文提到的多行 lambda 語句(multi-statement lambda)事件發生在 2006 年,我們看到了 Guido 不想給 lambda 引入複雜設計的原因。

但是,早在 2005 年,Guido 就曾經想要從 Python 移除 lambda,他對它的“嫌棄”是一個“歷史悠久”的傳統……

在《The fate of reduce in Python 3000》這篇短文中,Guido 提出要一次性移除 reduce、map、filter 以及 lambda。

移除 lambda 的理由如下:

  • 對於不熟悉 Lisp 或 Scheme 的用戶,lambda 這名字容易造成混淆

  • 很多人誤以為匿名函數能做嵌套函數不能做的事,但其實並無區別;存在lambda,就會造成不必要的選擇,減少選擇,可以簡化思維

  • 移除 reduce、map 和 filter 後,就沒必要寫簡短的局部函數了

回顧一下我們在前文中總結出的 lambda 的 4 條使用規律,可以發現它跟幾個高階函數(可以接收其它函數作為參數的函數)有較強的“寄生關係”,如果它們能移除了的話,lambda 確實就沒有什麼獨立存留的意義了。

那麼,為什麼 Guido 覺得應該移除那幾個高階函數呢?

主要的理由有:

  • 可以替換成更加清晰的列表解析式或者生成器表達式,例如 filter(P,S) 可以寫成 [x for x in S if P(x)],map(F, S) 寫成 [F(x) for x in S]

  • 至於 reduce,他說這是最討厭的,除了涉及 + 和 * 的少數用法,其它時候他總要拿出紙筆來畫圖解才能搞清楚。除了顯式地寫循環,他還針對 reduce 的幾種用法而提出了幾個替代用法,包括引入新的 any 和 all 函數

總體而言,Guido 的想法暗合了《The Zen of Python》中的這一條:There should be one-- and preferably only one --obvious way to do it。

但是回到現實,為了照顧某些人的習慣,以及對兼容性的考慮,Guido 最後保守地放棄了“清理異端”的計劃。

因此,lambda 得以從 Python 最高獨裁者的手上死裡逃生。直到一年後,它試圖興風作浪(多行表達式),卻慘遭鎮壓。

我彷彿聽到了 Guido 的內心 OS:當初我想刪除東西的時候,你們百般阻撓,現在你們想添加東西,哼,沒門!……

Python 之父為什麼嫌棄 lambda 匿名函數?

哈哈,開了個玩笑。

Guido 的所有決定都體現了他的 Pythonic 設計美學、自恰的邏輯一致性以及對社區聲音的權衡。

對於 lambda,我認可他的觀點,而通過回溯語法發展的歷史,我覺得自己對於 Python 的理解變得更為豐富了。不知道你可有同感?

作者:豌豆花下貓

來源:Python 貓

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