Python map
贺莹 2018-03-29 来源 : 阅读 1429 评论 0

摘要: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。

Python 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:

            f(x) = x * x

 

                  │

                  │

  ┌───┬───┬───┬───┼───┬───┬───┬───┐

  │   │   │   │   │   │   │   │   │

  ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼

 

[ 1   2   3   4   5   6   7   8   9 ]

 

  │   │   │   │   │   │   │   │   │

  │   │   │   │   │   │   │   │   │

  ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼   ▼

 

[ 1   4   9  16  25  36  49  64  81 ]

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):

...     digits = {'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}

...     return digits[s]

...

>>> reduce(fn, map(char2num, '13579'))

13579

整理成一个str2int的函数就是:

from functools import reduce

 

DIGITS = {'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}

 

def str2int(s):

    def fn(x, y):

        return x * 10 + y

    def char2num(s):

        return DIGITS[s]

    return reduce(fn, map(char2num, s))

还可以用lambda函数进一步简化成:

from functools import reduce

 

DIGITS = {'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}

 

def char2num(s):

    return DIGITS[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

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']:

 


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