Python filter,map,reduce

filter、map、reduce，都是对一个集合进行处理，filter 用于过滤，map 用于映射，reduce 用于归并。是 Python 列表方法的三架马车。

1 filter

filter会根据提供的函数对指定序列做过滤。

filter 函数的定义：filter(function or None, sequence) -> list, tuple, or string

function 是一个谓词函数，接受一个参数，返回布尔值 True 或 False。

filter 函数会对序列参数 sequence 中的每个元素调用 function 函数，最后返回的结果包含调用结果为 True 的元素。

返回值的类型和参数 sequence 的类型相同

比如返回序列中的所有偶数：

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def is_even(x):
    return x & 1 != 0
filter(is_even, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10])
>>>[1, 3, 5, 7, 9]

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filter(None, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10])
>>>[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

2 map

map 函数会根据提供的函数对指定序列做映射。

map 函数的定义：map(function, sequence[, sequence, ...]) -> list

通过定义可以看到，这个函数的第一个参数是一个函数，剩下的参数是一个或多个序列，返回值是一个集合。

function 可以理解为是一个一对一或多对一函数，map 的作用是以参数序列中的每一个元素调用 function 函数，返回包含每次 function 函数返回值的 list。

比如要对一个序列中的每个元素进行平方运算：

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map(lambda x: x ** 2, [1, 2, 3, 4, 5])
[1, 4, 9, 16, 25]

在参数存在多个序列时，会依次以每个序列中相同位置的元素做参数调用 function 函数。

比如要对两个序列中的元素依次求和。

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map(lambda x, y: x + y, [1, 3, 5, 7, 9], [2, 4, 6, 8, 10])

map 返回的

• list[0] :参数序列 1 的第一个元素加参数序列 2 中的第一个元素 (1 + 2)
• list[1]:参数序列 1 中的第二个元素加参数序列 2 中的第二个元素 (3 + 4)
• ……
• 依次类推，最后的返回结果为：[3, 7, 11, 15, 19]

要注意 function 函数的参数数量，要和 map 中提供的集合数量相匹配。

而且如果集合长度不相等，会以最小长度对所有集合进行截取。

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map(None, [1, 3, 5, 7, 9], [2, 4, 6, 8, 10])
>>>[(1, 2), (3, 4), (5, 6), (7, 8), (9, 10)]

3 reduce

reduce 函数会对参数序列中元素进行累积

reduce 函数的定义：reduce(function, sequence[, initial]) -> value

function 参数是一个有两个参数的函数，reduce 依次从 sequence 中取一个元素，和上一次调用 function 的结果做参数再次调用 function。

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from functools import reduce #已经从全局命名空间删除，需要从functools导入

reduce(lambda x, y: x + y, [2, 3, 4, 5, 6], 1) #1为initial参数
结果为 21 ((((((1+2)+3)+4)+5)+6))

reduce(lambda x, y: x + y, [2, 3, 4, 5, 6])
结果为 20

4 应用实例

4.1、用 map 和 reduce 实现 5 的阶乘相加（5!+4!+3!+2!+1!）

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>>>print (reduce(lambda x,y:x*y,range(1,6)))    120
>>>print (reduce(lambda x,y:x*y,range(1,5)))    24
>>>print (reduce(lambda x,y:x*y,range(1,4)))    6
>>>print (reduce(lambda x,y:x*y,range(1,3)))    2
>>>print (reduce(lambda x,y:x*y,range(1,2)))    1

把上一步的结果变成一个阶乘列表

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>>>print(map(lambda a:reduce(lambda x,y:x*y,range(1,a+1)),range(1,6)))
[1, 2, 6, 24, 120]

最后把阶乘列表相加，第一题解决

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>>>print(reduce(lambda m,n:m+n,map(lambda a:reduce(lambda x,y:x*y,range(1,a+1)),range(1,6))))
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4.2、用 filter 将 100~200 以内的质数过滤出来

质数，又称素数，指在一个大于 1 的自然数中，除了 1 和此整数自身外，不能被其他自然数整除的数

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>>>list(filter(lambda x:len(list(filter(lambda y:x%y==0,range(2,int(x**0.5)+1))))==0,range(23,30)))
#不能直接对迭代器使用len()函数，先转化为list