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详解Python中的普通函数和高阶函数

2024-04-02 19:04:59 423人浏览独家记忆

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摘要

目录什么是函数函数的嵌套调用高阶函数我们思考一下计算圆形和方形的面积为何高阶函数能够降低维度总结什么是函数每个语言都有函数，甚至大家用的excel里面也有函数，我们以前学习的数学也

什么是函数

每个语言都有函数，甚至大家用的excel里面也有函数，我们以前学习的数学也很多各种各样的函数。

python中的函数也是一样的。


def f(x):
    print("参数为：",x)
    return x

这里的函数 y = f(x), 在数学中表示为一条斜率为1的直线。

函数的嵌套调用


def z(x):
    pass
def f(x):
    print("参数为：",x)
    return z(x)

像这样，我们在f(x)中调用了z（x）函数（这里使用了pass关键字，实现先不写，仅作展示目的）

我们能不能不定义z(x)就定义一个函数调用别的函数呢？

就像实现一个数的平方，函数的‘平方',大概这个意思。

高阶函数


def f(z):
    return z()

这就是高阶函数，f函数需要外界提供一个参数，这个参数必须是一个函数。

在使用f(z)的时候，我们不能给一个f(2), f(3)这样的值。或者有个函数如d(x)返回非函数值结果，我们不能这样调用:f（d(1))。

学委准备了下面的代码，从简单函数逐步演化为高阶函数：


#!/usr/bin/env Python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time : 2021/10/24 11:39 下午
# @Author : LeiXueWei
# @CSDN/Juejin/Wechat: 雷学委
# @XueWeiTag: CodingDemo
# @File : func_demo2.py
# @Project : hello
def f1(x):
    return x
def f2(x, z=100):
    return x + z / 10
def f3(x, z=100, *dynamic_args):
    sum = 0
    for arg in dynamic_args:
        sum += arg
    return x + z / 10 + sum / 10000.0
def dummy_sum(*args):
    return 0
def f4(x, z=100, sum_func=dummy_sum):
    return x + z / 10 + sum_func() / 10000.0
print(f1(100))
print(f2(100, z=50))
print(f3(100, 50, 4, 5, 6))
def sum_g(*dynamic_args):
    def sum_func():
        sum = 0
        for arg in dynamic_args:
            sum += arg
        return sum
    return sum_func
print(f4(100, 50, sum_g(4, 5, 6)))

这里我们看到函数f1, f2, f3, f4。

补充一个知识点： *dynamic_args 是一个动态参数，不定长度的参数。
也就是f3明明声明了3个参数，最后我们给了5个参数。
这里f3认为x=100, z=50, dynamic_args = [4, 5, 6]

我们先看看输出结果：

f3 和f4 看起来结果一样。

但是性质完整不一样，读者可以思考十秒。

f4弹性非常大，因为第三个参数为函数。

高阶函数可以帮助我们把计算‘降维'（三维变成二维，二维变一维）。

我们思考一下计算圆形和方形的面积

相信大家闭着眼都能写出下面两个函数：


#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time : 2021/10/24 11:39 下午
# @Author : LeiXueWei
# @CSDN/Juejin/Wechat: 雷学委
# @XueWeiTag: CodingDemo
# @File : func_demo2.py
# @Project : hello
import math
def circle_area(r):
    return math.pi * r * r
def rectangle_area(a, b):
    return a * b

这是圆形面积的数学公式：

f ( r ) = π ∗ r 2

这是矩形面积的数学公式：

f ( a , b ) = a ∗ b

我们看到这里有的有1个参数的，有的有两个的怎么变成高阶函数？

读者可以思考一会。

下面是代码：


#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time : 2021/10/24 11:39 下午
# @Author : LeiXueWei
# @CSDN/Juejin/Wechat: 雷学委
# @XueWeiTag: CodingDemo
# @File : func_demo2.py
# @Project : hello
import math
def circle_area(r):
    return math.pi * r * r
def rectangle_area(a, b):
    return a * b
def area(x, linear, factor):
    return x * linear(x, factor)
def relation(x, factor):
    return x * factor
a = 10
b = 20
print("长方形面积：", rectangle_area(a, b))
print("圆形面积：", circle_area(a))
print("长方形面积：", area(a, relation, factor=b / a))
print("圆形面积：", area(a, relation, factor=math.pi))

结果如下图：

这只是一种解法。

从代码可以看到，我们把圆形和矩形都看作某一个参照物（半径/一条边）的平方，再成乘以一个系数。

下面，我们把正方形面积计算加上：


#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time : 2021/10/24 11:39 下午
# @Author : LeiXueWei
# @CSDN/Juejin/Wechat: 雷学委
# @XueWeiTag: CodingDemo
# @File : func_demo2.py
# @Project : hello
import math
def circle_area(r):
    return math.pi * r * r
def square_area(a):
    return a * a
def rectangle_area(a, b):
    return a * b
def area(x, linear, factor):
    return x * linear(x, factor)
def relation(x, factor):
    return x * factor
a = 10
b = 20
print("长方形面积：", rectangle_area(a, b))
print("正方形面积：", square_area(a))
print("圆形面积：", circle_area(a))
print("长方形面积：", area(a, relation, factor=b / a))
print("正方形面积：", area(a, relation, factor=1))
print("圆形面积：", area(a, relation, factor=math.pi))

上面的代码执行结果如下：

这就是高阶函数的神奇之处，我们从正方形的角度思考。

只用一个area函数和relation函数，这两个函数都不必修改，只需要给一个factor（经验因子），就能快速计算它的面积。

为何高阶函数能够降低维度

从上面距离的计算面积的函数，我们可以看到计算圆形和长方形，都能看成一个一维函数。

然后以正方形面积为参照物，快速估算出圆形和方形的面积。

当然上面的计算圆形面积采用了半径，还不够直观，读者可以自行改为直径，这样factor = math.pi / 4。

这样在感受上会更贴切。

总结

除了上面介绍的函数，参数，高阶函数。我们还可以使用lambda函数：


lambda  参数1， 参数2，。。。，第n个参数 ： 计算表达式

上面的函数relation函数可以省略不写，最后调用改为：


print("长方形面积：", area(a, lambda x, f: x * f, factor=b / a))
print("正方形面积：", area(a, lambda x, f: x * f, factor=1))
print("圆形面积：", area(a, lambda x, f: x * f, factor=math.pi))

本篇文章就到这里了，希望能够给你带来帮助，也希望您能够多多关注编程网的更多内容!

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本文标题: 详解Python中的普通函数和高阶函数

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