在Python中，內建了map()和reduce()函數。
如果你讀過Google的那篇大名鼎鼎的論文“MapReduce: Simplified Data Processing on Large Clusters”，你就能大概明白map/reduce的概念。
我們先看map。map()函數接收兩個參數，一個是函數，一個是Iterable，map將傳入的函數依次作用到序列的每個元素，並把結果作爲新的Iterator返回。
舉例說明，比如我們有一個函數f(x)=x2，要把這個函數作用在一個list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]上，就可以用map()實現如下：
現在，我們用Python代碼實現：
>>> 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()傳入的第一個參數是f，即函數對象本身。由於結果r是一個Iterator，Iterator是惰性序列，因此通過list()函數讓它把整個序列都計算出來並返回一個list。
你可能會想，不需要map()函數，寫一個循環，也可以計算出結果：
L = []
for n in [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]:
L.append(f(n))
print(L)
的確可以，但是，從上面的循環代碼，能一眼看明白“把f(x)作用在list的每一個元素並把結果生成一個新的list”嗎？
所以，map()作爲高階函數，事實上它把運算規則抽象了，因此，我們不但可以計算簡單的f(x)=x2，還可以計算任意複雜的函數，比如，把這個list所有數字轉爲字符串：
>>> list(map(str, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]))
['1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']
只需要一行代碼。
再看reduce的用法。reduce把一個函數作用在一個序列[x1, x2, x3, …]上，這個函數必須接收兩個參數，reduce把結果繼續和序列的下一個元素做累積計算，其效果就是：
reduce(f, [x1, x2, x3, x4]) = f(f(f(x1, x2), x3), x4)
比方說對一個序列求和，就可以用reduce實現：
>>> from functools import reduce
>>> def add(x, y):
... return x + y
...
>>> reduce(add, [1, 3, 5, 7, 9])
25
當然求和運算可以直接用Python內建函數sum()，沒必要動用reduce。
但是如果要把序列[1, 3, 5, 7, 9]變換成整數13579，reduce就可以派上用場：
>>> from functools import reduce
>>> def fn(x, y):
... return x * 10 + y
...
>>> reduce(fn, [1, 3, 5, 7, 9])
13579
這個例子本身沒多大用處，但是，如果考慮到字符串str也是一個序列，對上面的例子稍加改動，配合map()，我們就可以寫出把str轉換爲int的函數：
>>> 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
整理成一個str2int的函數就是：
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))
還可以用lambda函數進一步簡化成：
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))
也就是說，假設Python沒有提供int()函數，你完全可以自己寫一個把字符串轉化爲整數的函數，而且只需要幾行代碼！
lambda函數的用法在後面介紹。
練習
利用map()函數，把用戶輸入的不規範的英文名字，變爲首字母大寫，其他小寫的規範名字。輸入：[‘adam’, ‘LISA’, ‘barT’]，輸出：[‘Adam’, ‘Lisa’, ‘Bart’]：
def normalize(name):
pass
# 測試:
L1 = ['adam', 'LISA', 'barT']
L2 = list(map(normalize, L1))
print(L2)
Python提供的sum()函數可以接受一個list並求和，請編寫一個prod()函數，可以接受一個list並利用reduce()求積：
def prod(L):
pass
print('3 * 5 * 7 * 9 =', prod([3, 5, 7, 9]))
if prod([3, 5, 7, 9]) == 945:
print('測試成功!')
else:
print('測試失敗!')
利用map和reduce編寫一個str2float函數，把字符串’123.456’轉換成浮點數123.456：
from functools import reduce
def str2float(s):
pass
print('str2float(\'123.456\') =', str2float('123.456'))
if abs(str2float('123.456') - 123.456) < 0.00001:
print('測試成功!')
else:
print('測試失敗!')
練習題答案
第一題
def normalize(name):
return name.lower().title()
# 測試:
L1 = ['adam', 'LISA', 'barT']
L2 = list(map(normalize, L1))
print(L2)
第二題
def prod(L):
n=1
for i in L:
n*=i
return n
print('3 * 5 * 7 * 9 =', prod([3, 5, 7, 9]))
if prod([3, 5, 7, 9]) == 945:
print('測試成功!')
else:
print('測試失敗!')
第三題
from functools import reduce
dic={'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9}
def str2float(s):
i=s.find('.')
b,c=s[:i],s[i+1:]
def dic2(s):
return dic[s]
def tenmul(x,y):
return 10*x+y
return reduce(tenmul,map(dic2,b))+0.1**(len(c))*reduce(tenmul,map(dic2,c))
print('str2float(\'123.456\') =', str2float('123.456'))
if abs(str2float('123.456') - 123.456) < 0.00001:
print('測試成功!')
else:
print('測試失敗!')
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