python基础——map/reduce
python基础——map/reduce
Python内建了map()
和reduce()
函数。
如果你读过Google的那篇大名鼎鼎的论文“MapReduce: Simplified Data Processing on Large Clusters”,你就能大概明白map/reduce的概念。
我们先看map。map()
函数接收两个参数,一个是函数,一个是Iterable
,map
将传入的函数依次作用到序列的每个元素,并把结果作为新的Iterator
返回。
举例说明,比如我们有一个函数f(x)=x2,要把这个函数作用在一个list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
上,就可以用map()
实现如下:
现在,我们用Python代码实现:
>>> def f(x): ... return x * x ... >>> r = map(f, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]) >>> list(r) [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
map()
传入的第一个参数是f
,即函数对象本身。由于结果r
是一个Iterator
,Iterator
是惰性序列,因此通过list()
函数让它把整个序列都计算出来并返回一个list。
你可能会想,不需要map()
函数,写一个循环,也可以计算出结果:
L = [] for n in [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]:L.append(f(n)) print(L)
的确可以,但是,从上面的循环代码,能一眼看明白“把f(x)作用在list的每一个元素并把结果生成一个新的list”吗?
所以,map()
作为高阶函数,事实上它把运算规则抽象了,因此,我们不但可以计算简单的f(x)=x2,还可以计算任意复杂的函数,比如,把这个list所有数字转为字符串:
>>> list(map(str, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])) ['1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']
只需要一行代码。
再看reduce
的用法。reduce
把一个函数作用在一个序列[x1, x2, x3, ...]
上,这个函数必须接收两个参数,reduce
把结果继续和序列的下一个元素做累积计算,其效果就是:
reduce(f, [x1, x2, x3, x4]) = f(f(f(x1, x2), x3), x4)
比方说对一个序列求和,就可以用reduce
实现:
>>> from functools import reduce >>> def add(x, y): ... return x + y ... >>> reduce(add, [1, 3, 5, 7, 9]) 25
当然求和运算可以直接用Python内建函数sum()
,没必要动用reduce
。
但是如果要把序列[1, 3, 5, 7, 9]
变换成整数13579
,reduce
就可以派上用场:
>>> from functools import reduce >>> def fn(x, y): ... return x * 10 + y ... >>> reduce(fn, [1, 3, 5, 7, 9]) 13579
这个例子本身没多大用处,但是,如果考虑到字符串str
也是一个序列,对上面的例子稍加改动,配合map()
,我们就可以写出把str
转换为int
的函数:
>>> from functools import reduce >>> def fn(x, y): ... return x * 10 + y ... >>> def char2num(s): ... return {'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}[s] ... >>> reduce(fn, map(char2num, '13579')) 13579
整理成一个str2int
的函数就是:
from functools import reducedef str2int(s):def fn(x, y):return x * 10 + ydef char2num(s):return {'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}[s]return reduce(fn, map(char2num, s))
还可以用lambda函数进一步简化成:
from functools import reducedef char2num(s):return {'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}[s]def str2int(s):return reduce(lambda x, y: x * 10 + y, map(char2num, s))
也就是说,假设Python没有提供int()
函数,你完全可以自己写一个把字符串转化为整数的函数,而且只需要几行代码!
lambda函数的用法在后面介绍。
练习
1、利用map()
函数,把用户输入的不规范的英文名字,变为首字母大写,其他小写的规范名字。输入:['adam', 'LISA', 'barT']
,输出:['Adam', 'Lisa', 'Bart']
:
#练习一: ''' 利用map()函数,把用户输入的不规范的英文名字,变为首字母大写,其他小写的规范名字。 输入:['adam', 'LISA', 'barT'],输出:['Adam', 'Lisa', 'Bart']: ''' def normalize(name): #name为一个字符串name=name[0].upper()+name[1:].lower() #name[0]表示字符串的首字符return nameres=map(normalize,['lINdA','TOM','pAUlA','iSelYONA']) #将normalize()函数依次作用于'lINdA' #'TOM' 'pAUlA' 和'iSelYONA' print(list(res))
运行结果:
2、Python提供的sum()
函数可以接受一个list并求和,请编写一个prod()
函数,可以接受一个list并利用reduce()
求积:
#练习二: ''' Python提供的sum()函数可以接受一个list并求和,请编写一个prod()函数, 可以接受一个list并利用reduce()求积 '''def prod(L): #L为一个listdef Mult(x,y):return x *yreturn reduce(Mult,L)L1=[3,5,7,9] print(prod(L1))
运行结果:
3、利用map
和reduce
编写一个str2float
函数,把字符串'123.456'
转换成浮点数123.456
:
#练习三: ''' 利用map和reduce编写一个str2float函数,把字符串'123.456'转换成浮点数123.456: '''def str2float(s):s=s.split('.') #以'.'分割字符串def f_int(x,y): #计算整数部分return x*10 +ydef f_dec(x,y): #计算小数部分return x/10 +ydef char2num(s):return {'0':0,'1':1,'2':2,'3':3,'4':4,'5':5,'6':6,'7':7,'8':8,'9':9}[s]return reduce(f_int,map(char2num,s[0])) + reduce(f_dec,list(map(char2num,s[1]))[::-1])/10#[::-1]翻转list 注意最后还得除以10,因为reduce处理完之后是4.56,还得将小数点往前移一位 print(str2float('123.456'))
运行结果:
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