Python map、reduce和filter函数是如何工作的

在本文中，我们将展示

Python的map()、filter()和reduce()函数为语言添加了一丝函数式编程的特点。这三个函数都是方便函数，可以用列表推导式或循环来替代，但对一些问题提供了更优雅和简洁的解决方案。

map()、filter()和reduce()都以相同的方式工作。这些函数接受一个函数和一个元素序列，并返回将接收到的函数应用于序列中每个元素的结果。

map()函数

与reduce()类似，map()函数允许您在可迭代对象中遍历每个项。而map()函数则独立地操作每个项，而不是产生单个结果。

最后，map()函数可以用于在两个或多个列表上执行数学运算。甚至可以用它来操作任何类型的数组。

map()函数的时间复杂度= O (n)

语法

map(function, iterable)

参数

function - 用于代码中使用的函数。
iterable - 这是在代码中进行迭代的值。

步骤

以下是执行所需任务的算法/步骤：

创建一个名为 multiplyNumbers 的函数，该函数返回传递给它的数字的乘积结果。
在函数内将给定的数字乘以3。
使用 map() 函数，通过将函数名和列表作为参数传递给它，对列表的每个元素应用multiplyNumbers()函数。
将与3相乘后的结果列表项打印出来。

代码

# creating a function that returns multiplication result
def multiplyNumbers(givenNumbers):
   # returning number after multiplying with 3
   return givenNumbers*3
# map() function applies the multiplyNumbers function
# for each element of the list
givenNumbers = map(multiplyNumbers, [1, 3, 5, 2, 6, 10])
# Printing the resultant list items
print("Multiplying list elements with 3:")
for element in givenNumbers:
   print(element)

输出

执行上述程序后，将生成以下输出−

Multiplying list elements with 3:
3
9
15
6
18
30

filter()函数

filter()函数创建一个新的迭代器，用于从之前创建的迭代器（如列表、元组或字典）中过滤元素。

filter()函数检查序列中是否存在给定条件，然后打印结果。

filter()函数的时间复杂度为O(n)。

语法

filter(function, iterable)

参数

function − 用于代码中使用的函数。
iterable − 在代码中迭代的值。

步骤

以下是执行所需任务的算法/步骤 –

创建一个名为 votingAge 的函数，该函数返回投票的合格年龄列表。
使用 if 条件语句检查传递给函数的数字是否大于或等于18。
如果上述语句为真，则返回该数字。
创建一个变量来存储输入列表。
使用 filter() 函数，将函数名称和输入列表作为参数传递给它，以从列表中过滤出大于或等于18的年龄。在这里，它将votingAge()函数应用于列表的每个元素，结果仅存储由votingAge()函数返回的列表的值（votingAge()函数在数字大于18时返回该数字）。
打印过滤对象
使用 list() 函数（返回一个可迭代对象的列表）将上述过滤对象转换为列表并打印出来。

示例

# creating a function that returns the eligibility ages for voting from the
list
def votingAge(givenNumumber):
   # checking whether the number is greater than or equal to 18
   if givenNumumber>=18:
      # returning number
      return givenNumumber
# input list
inputList = [3, 20, 18, 6, 14, 25, 19]
# Getting only values of above list which are greater than or equal to 18
result_filterObj = filter(votingAge, inputList)
# printing the filter object
print(result_filterObj)
# converting into a list
print("Eligibility ages for voting from the input list:", list(result_filterObj))

输出

在执行以上程序时，将生成以下输出 –

<filter object at 0x7fcd3ad14280>
Eligibility ages for voting from the input list: [20, 18, 25, 19]

reduce()

在Python中，reduce()函数在列表或其他可迭代数据类型中迭代每个项目，返回一个单一的值。它位于functools库中。这比循环更高效。

语法

reduce(function, iterable)

参数

function - 代码中要使用的函数。
iterable - 在代码中被迭代的值。

步骤

以下是执行所需任务的算法/步骤：

使用import关键字从functools模块中导入 reduce() 函数。
创建一个名为 addNumbers() 的函数，返回列表所有项的和。
创建一个变量来存储输入的列表。
使用 reduce() 函数，将 addNumbers() 函数和输入的列表作为参数，得到列表所有项的和。

示例

# importing reduce() function from functools module
from functools import reduce
# function that returns the sum of all list items
def addNumbers(x, y):
   return x+y
# input list
inputList = [12, 4, 10, 15, 6, 5]
# Print the sum of the list items using reduce() function
print("The sum of all list items:")
print(reduce(addNumbers, inputList))