python基础——map/reduce

  

  Python内建了map()reduce()函数。

  如果你读过Google的那篇大名鼎鼎的论文“MapReduce: Simplified Data Processing on Large Clusters”,你就能大概明白map/reduce的概念。

  我们先看map。map()函数接收两个参数,一个是函数,一个是Iterablemap将传入的函数依次作用到序列的每个元素,并把结果作为新的Iterator返回

  举例说明,比如我们有一个函数f(x)=x2,要把这个函数作用在一个list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]上,就可以用map()实现如下:

  现在,我们用Python代码实现:

>>> def f(x):
... return x * x
...
>>> r = map(f, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
>>> list(r)
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

  map()传入的第一个参数是f,即函数对象本身。由于结果r是一个IteratorIterator是惰性序列,因此通过list()函数让它把整个序列都计算出来并返回一个list

  你可能会想,不需要map()函数,写一个循环,也可以计算出结果:

L = []
for n in [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]:
L.append(f(n))
print(L)

  的确可以,但是,从上面的循环代码,能一眼看明白“把f(x)作用在list的每一个元素并把结果生成一个新的list”吗?

  所以,map()作为高阶函数,事实上它把运算规则抽象了,因此,我们不但可以计算简单的f(x)=x2,还可以计算任意复杂的函数,比如,把这个list所有数字转为字符串:

>>> list(map(str, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]))
['', '', '', '', '', '', '', '', '']

  只需要一行代码。

  再看reduce的用法。reduce把一个函数作用在一个序列[x1, x2, x3, ...]上,这个函数必须接收两个参数,reduce把结果继续和序列的下一个元素做累积计算,其效果就是:

reduce(f, [x1, x2, x3, x4]) = f(f(f(x1, x2), x3), x4)

  比方说对一个序列求和,就可以用reduce实现:

>>> from functools import reduce
>>> def add(x, y):
... return x + y
...
>>> reduce(add, [1, 3, 5, 7, 9])
25

  当然求和运算可以直接用Python内建函数sum(),没必要动用reduce

  但是如果要把序列[1, 3, 5, 7, 9]变换成整数13579reduce就可以派上用场:

>>> from functools import reduce
>>> def fn(x, y):
... return x * 10 + y
...
>>> reduce(fn, [1, 3, 5, 7, 9])
13579

  这个例子本身没多大用处,但是,如果考虑到字符串str也是一个序列,对上面的例子稍加改动,配合map(),我们就可以写出把str转换为int的函数:

>>> from functools import reduce
>>> def fn(x, y):
... return x * 10 + y
...
>>> def char2num(s):
... return {'': 0, '': 1, '': 2, '': 3, '': 4, '': 5, '': 6, '': 7, '': 8, '': 9}[s]
...
>>> reduce(fn, map(char2num, ''))
13579

  整理成一个str2int的函数就是:

from functools import reduce

def str2int(s):
def fn(x, y):
return x * 10 + y
def char2num(s):
return {'': 0, '': 1, '': 2, '': 3, '': 4, '': 5, '': 6, '': 7, '': 8, '': 9}[s]
return reduce(fn, map(char2num, s))

  还可以用lambda函数进一步简化成:

from functools import reduce

def char2num(s):
return {'': 0, '': 1, '': 2, '': 3, '': 4, '': 5, '': 6, '': 7, '': 8, '': 9}[s] def str2int(s):
return reduce(lambda x, y: x * 10 + y, map(char2num, s))

  也就是说,假设Python没有提供int()函数,你完全可以自己写一个把字符串转化为整数的函数,而且只需要几行代码!

  lambda函数的用法在后面介绍。

练习

  1、利用map()函数,把用户输入的不规范的英文名字,变为首字母大写,其他小写的规范名字。输入:['adam', 'LISA', 'barT'],输出:['Adam', 'Lisa', 'Bart']

#练习一:
'''
利用map()函数,把用户输入的不规范的英文名字,变为首字母大写,其他小写的规范名字。
输入:['adam', 'LISA', 'barT'],输出:['Adam', 'Lisa', 'Bart']:
'''
def normalize(name): #name为一个字符串
name=name[0].upper()+name[1:].lower() #name[0]表示字符串的首字符
return name res=map(normalize,['lINdA','TOM','pAUlA','iSelYONA']) #将normalize()函数依次作用于'lINdA'
#'TOM' 'pAUlA' 和'iSelYONA'
print(list(res))

  

  运行结果:

  

  

  2、Python提供的sum()函数可以接受一个list并求和,请编写一个prod()函数,可以接受一个list并利用reduce()求积:

#练习二:
'''
Python提供的sum()函数可以接受一个list并求和,请编写一个prod()函数,
可以接受一个list并利用reduce()求积
''' def prod(L): #L为一个list
def Mult(x,y):
return x *y return reduce(Mult,L) L1=[3,5,7,9]
print(prod(L1))

  

  运行结果:

      

  3、利用mapreduce编写一个str2float函数,把字符串'123.456'转换成浮点数123.456

#练习三:
'''
利用map和reduce编写一个str2float函数,把字符串'123.456'转换成浮点数123.456:
''' def str2float(s):
s=s.split('.') #以'.'分割字符串 def f_int(x,y): #计算整数部分
return x*10 +y def f_dec(x,y): #计算小数部分
return x/10 +y def char2num(s):
return {'':0,'':1,'':2,'':3,'':4,'':5,'':6,'':7,'':8,'':9}[s] return reduce(f_int,map(char2num,s[0])) + reduce(f_dec,list(map(char2num,s[1]))[::-1])/10
#[::-1]翻转list 注意最后还得除以10,因为reduce处理完之后是4.56,还得将小数点往前移一位
print(str2float('123.456'))

  运行结果:

     

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