Python 一等函数

Python 一等函数

在 Python 中，不仅整数、字符串、字典是一等对象，连函数也被当做一等公民。这说明了什么问题，先来看看一等对象的定义：

在运行时创建

能赋值给变量或数据结构中的元素

能作为参数传给函数

能作为函数的返回结果

那么，也就意味着 Python 函数是对象，是 类的实例。这篇文章从函数的属性、参数等几个方面拆解并分析 Python 函数。

Python 的可调用对象

首先看看 Python 中可直接调用的对象。我们知道，调用函数的方法是用调用运算符 ，那么判断一个对象是否可调用，就是判断 能否应用到该对象上，可以使用内置的 函数。

Python 数据模型文档列出了 7 种可调用对象：用户定义的函数、内置函数、内置方法、方法、类、类的实例、生成器函数。

上述 7 种对象中，函数天生就是可以调用的，方法是类中定义的函数，而创建类的实例就是直接调用了类（其实是运行类的 方法，然后运行 方法初始化实例）。比较难理解的是类的实例，类的实例是通常意义上的对象，对象可调用的前提是类中定义了 方法。看个吧：

运行结果：

提示 不可被调用。在 类中定义下面这个方法：

运行结果：

所以，只要定义了方法 ，任何 Python 对象都可以表现得像函数。

函数的属性

我们可以通过 函数来探知 Python 函数具有哪些属性：

其中，大部分属性是 Python 对象共有的，但这里我们主要讨论几种类的实例没有，但函数有的属性：

函数的参数

Python 比较强大的特性之一是提供了非常灵活的参数处理机制。而 Python3 进一步提供了仅限关键字参数。

仅限关键字参数

在 Python 中调用函数时使用 和 “展开” 可迭代对象，映射到单个参数。 表示将调用时的多个参数放入元组中，而 表示将关键字参数放入一个字典中。

用说话：

运行结果：

上面中的函数还可以这样调用：

当想指定仅限关键字参数时，可以将指定的关键字参数放在 后面，比如：

运行结果：

函数参数的信息

接下来我们看看函数参数的相关信息，来更好的理解函数。

结合函数的属性一节，我们知道函数的 属性存放着函数形参的默认值而 属性则存放的是仅限关键字参数的默认值； 属性存放函数的名称； 属性存放的是编译成字节码的函数元数据和函数定义体，（好吧看不懂），没关系，只需要知道 是一个 对象引用，和自身的两个属性： 和 就足够装 B 了。

结合做简单说明：

先看运行结果：

结合运行结果可以看出 记录的是该函数的所有参数，包括传参和函数内定义的局部变量；而 记录的是形式参数的个数，可以看出不包含关键字参数。更多关于函数参数的分析可以引用 Python 的 模块来提取函数的前面，感兴趣可以研究研究，这里不做详解。

函数注解

Python3 提供了一种句法，用于为函数声明中的参数和返回值附加元数据，就是函数注解，目的是更方便的进行文档编写、参数检查等。这是个可选项，入参的注解在参数后加个 即可，而返回值的注解需要在 和 直接添加 和一个表达式。上面 添加注解如下：

需要说明的是，函数注解仅仅在函数的 属性中做了存储，除此之外 Python 不做检查、不做验证、不做强制，没有任何处理。换句话说，注解只是元数据，可以供 IDE 、框架和装饰器等工具使用。

高阶函数和匿名函数

了解了 Python 函数的以上特性之后，我们就可以利用一等函数的特性实现函数式风格编程了。

高阶函数

函数式风格编程的特点之一就是高阶函数，那么什么是高阶函数呢？既然 Python 函数是一等公民，那么 TA 既可以作为函数参数传入，也可以作为结果返回。而接受函数为参数，或者把函数作为结果返回的函数，我们称之为高阶函数。Python 中最为人熟知的高阶函数有： 、 、 、 。

函数的传参：函数和一系列可迭代对象；返回一个 对象；函数的操作是将第二个参数（可迭代对象）的每个元素代入第一个参数（函数）中，得到的结果作为函数返回值。如下：

运行结果：

需要说明的是， 传参中，可迭代对象有几个，取决于第一个函数有多少参数，用上面的说就是 和 分别作为 的第一和第二个参数，可迭代数量按最少的算。由于返回值 是个 对象，需要 一下，才能得到所有的返回结果。

和 不同的是， 的传参 function 必须有两个参数；返回值就是 function 的返回值类型；函数的操作是：用 function 先对集合中的第 1、2 个元素进行操作，得到的结果再与第三个数据用 function 函数运算，直到计算完所有元素，最后得到一个结果。

运行结果：

需要注意的是， 在 Python3 中从全局名字空间中被移除了，需要先引入。

函数本身只接受一个列表来排序，但因为其可选参数 接受函数来应用到列表的各个元素上进行排序，所以摇身一变成了高阶函数（2333333）。看个：

运行结果：

由运行结果可以看出， 函数仅仅将 这个列表中的每个值代入到 函数中，针对结果对原列表进行排序，并没有改变列表中的值。

函数的操作是将 中的元素分别代入 中，将结果为 True 的返回。

匿名函数

为了更好的使用高阶函数，有时候创建一些小型的函数更为便利，这时候匿名函数的作用就体现出来了。

匿名函数主要是用关键字 ，语法为：

上面这个用数学表达式可以写成： ，这样理解就方便多了， 相当于数学函数中的 ， 后的表达式的计算结果为匿名函数的返回值。这种简单的语法也意味着 函数只支持纯表达式，不能赋值，不能用 等 Python 语句。

当然， 表达式也支持多参数，比如：

用数学表达式写成： 。

句法只是语法糖：与 语句一样， 表达式会创建函数对象。