Python的匿名聊天——匿名函数

Hello，小伙伴们，我是知道。

Python 中的函数，用途十分广泛，相信大家都很熟悉。不过，除了常规函数，在代码中也会见到一些非常规函数，它们都很简短，就一行，并且都是以关键字lambda开头，没错，这就是匿名函数。

匿名函数在实际工作中同样举足轻重，正确地运用匿名函数，能让我们的代码更简洁、易读。今天，就让我们一起来探讨下这个简约而不简单的匿名函数。

1、匿名函数基础

什么是匿名函数呢？匿名函数的格式示例如下：

可以看到，匿名函数以关键字 lambda开头，之后是一系列的参数，然后用冒号隔开这些参数和表达式。我们通过一些例子看一下它的用法：

这里只需要输入一个参数 x，输出则是输入 x 的2倍。因此当输入是 3 时，输出便是6。如果把这个匿名函数写成常规函数的形式，则是下面这样：

我们可以看到，匿名函数 lambda 和常规函数一样，返回的都是一个函数对象，它们的用法也极其相似，不过还是有下面几点区别：

首先，lambda 是一个表达式，并不是一个语句。所谓的表达式，就是用一系列“公式”去表达一个东西，比如x + 2、 x**2等等；而所谓的语句，则一定是完成了某些功能，比如赋值语句x = 1完成了赋值等等。

因此，lambda 可以用在一些常规函数 def 不能用的地方，比如，lambda 可以用在列表内部，而常规函数却不能：

再有，lambda 可以被用作函数的参数：

其次，lambda 的主体是只有一行的简单表达式，并不能扩展成一个多行的代码块。

这其实是出于设计的考虑。lambda就是为了让它和常规函数各司其职：lambda 专注于简单的任务，而常规函数则负责更复杂的多行逻辑。关于这点，Python 之父 Guido van Rossum 曾发了一篇文章解释，你有兴趣的话可以自己阅读。

2、为什么要使用匿名函数

通常，我们用函数的目的：第一点是减少代码的重复性，第二点是模块化代码。

对于第一点，如果程序在不同地方包含了相同的代码，那么我们就会把这部分相同的代码写成一个函数，并为它取一个名字，方便在相对应的不同地方调用。

对于第二点，如果你的一块儿代码是为了实现一个功能，但内容非常多，写在一起降低了代码的可读性，那么通常我们也会把这部分代码单独写成一个函数，然后加以调用。不过，如果你需要一个函数，但它非常简短，只需要一行就能完，同时它在程序中只被调用一次而已。那么在这种情况下，函数就可以是匿名的，你只需要在适当的地方定义并使用，就能让匿名函数发挥作用了。

3、匿名函数与map、filter、reduce

Python 中有这么几个函数：map()、filter() 和 reduce()，通常结合匿名函数 lambda 一起使用。首先是 map(function, iterable) 函数，它表示，对 iterable 中的每个元素，都运用 function 这个函数，最后返回一个新的可遍历的集合。比如刚才列表的例子，要对列表中的每个元素乘以 2，那么用 map 就可以表示为下面这样：

可以以 map() 函数为例，看一下 Python 提供的函数式编程接口的性能。还是同样的列表例子，它还可以用 for 循环和 列表生成式 实现，我们来比较一下它们的速度：

可以看到，map() 是最快的。因为 map() 函数直接由 C 语言写的，运行时不需要通过 Python 解释器间接调用，并且内部做了诸多优化，所以运行速度最快。

接下来来看 filter(function, iterable) 函数，它和 map 函数类似，function 同样表示一个函数对象。filter() 函数表示对 iterable 中的每个元素，都使用 function 判断，并返回 True 或者 False，最后将返回 True 的元素组成一个新的可遍历的集合。举个例子，比如我要返回一个列表中的所有偶数，可以写成下面这样：

最后来看 reduce(function, iterable) 函数，它通常用来对一个集合做一些累积操作。function 同样是一个函数对象，规定它有两个参数，表示对 iterable 中的每个元素以及上一次调用后的结果，运用 function 进行计算，所以最后返回的是一个单独的数值。举个例子，我想要计算某个列表元素的乘积，就可以用 reduce() 函数来表示：

当然，类似的，filter() 和 reduce() 的功能，也可以用 for 循环或者 列表生成式 来实现。

所以，以后当我们想对集合中的元素进行一些操作时，如果操作非常简单，比如相加、累积这种，那么我们优先考虑 map()、filter()、reduce() 这类或者 列表生成式 的形式。

4、小结

今天，我们一起了解了匿名函数 lambda，它的主要用途是减少代码的复杂度。需要注意的是 lambda 是一个表达式，并不是一个语句；它只能写成一行的表达形式，语法上并不支持多行。

匿名函数通常的使用场景是：程序中需要使用一个函数完成一个简单的功能，并且该函数只调用一次。其次也了解了常见的 map()，filter() 和 reduce() 这三个函数，并比较了它们与其他形式（for 循环，列表生成式）的性能，显然，它们的性能效率是最优的。