二十二、filter

filter


Python內建的filter()函數用於過濾序列。
和map()類似,filter()也接收一個函數和一個序列。和map()不同的是,filter()把傳入的函數依次作用於每個元素,然後根據返回值是True還是False決定保留還是丟棄該元素。
例如,在一個list中,刪掉偶數,只保留奇數,可以這麼寫:
def is_odd(n): return n % 2 == 1list(filter(is_odd, [1, 2, 4, 5, 6, 9, 10, 15]))# 結果: [1, 5, 9, 15]
把一個序列中的空字符串刪掉,可以這麼寫:
def not_empty(s): return s and s.strip()list(filter(not_empty, ['A', '', 'B', None, 'C', ' ']))# 結果: ['A', 'B', 'C']
可見用filter()這個高階函數,關鍵在於正確實現一個“篩選”函數。
注意到filter()函數返回的是一個Iterator,也就是一個惰性序列,所以要強迫filter()完成計算結果,需要用list()函數獲得所有結果並返回list。
用filter求素數
計算素數的一個方法是埃氏篩法,它的算法理解起來非常簡單:
首先,列出從2開始的所有自然數,構造一個序列:
2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, ...
取序列的第一個數2,它一定是素數,然後用2把序列的2的倍數篩掉:
3, 4, 5,6, 7,8, 9,10, 11,12, 13,14, 15,16, 17,18, 19,20, ...
取新序列的第一個數3,它一定是素數,然後用3把序列的3的倍數篩掉:
5, 6, 7,8,9,10, 11,12, 13,14,15,16, 17,18, 19,20, ...
取新序列的第一個數5,然後用5把序列的5的倍數篩掉:
7, 8,9,10, 11,12, 13,14,15,16, 17,18, 19,20, ...
不斷篩下去,就可以得到所有的素數。
用Python來實現這個算法,可以先構造一個從3開始的奇數序列:
def _odd_iter(): n = 1 while True: n = n + 2 yield n
注意這是一個生成器,並且是一個無限序列。
然後定義一個篩選函數:
def _not_divisible(n): return lambda x: x % n > 0
最後,定義一個生成器,不斷返回下一個素數:
def primes(): yield 2 it = _odd_iter() # 初始序列 while True: n = next(it) # 返回序列的第一個數 yield n it = filter(_not_divisible(n), it) # 構造新序列
這個生成器先返回第一個素數2,然後,利用filter()不斷產生篩選後的新的序列。
由於primes()也是一個無限序列,所以調用時需要設置一個退出循環的條件:
# 打印1000以內的素數:for n in primes(): if n < 1000: print(n) else: break
注意到Iterator是惰性計算的序列,所以我們可以用Python表示“全體自然數”,“全體素數”這樣的序列,而代碼非常簡潔。
練習
回數是指從左向右讀和從右向左讀都是一樣的數,例如12321,909。請利用filter()篩選出回數:
# -*- coding: utf-8 -*-
# 測試:output = filter(is_palindrome, range(1, 1000))print('1~1000:', list(output))if list(filter(is_palindrome, range(1, 200))) == [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88, 99, 101, 111, 121, 131, 141, 151, 161, 171, 181, 191]: print('測試成功!')else: print('測試失敗!')
小結
filter()的作用是從一個序列中篩出符合條件的元素。由於filter()使用了惰性計算,所以只有在取filter()結果的時候,纔會真正篩選並每次返回下一個篩出的元素
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