手把手带你学 Python3（九）| 快速实现数据处理的不二工具（文末有彩蛋）

hi小伙伴们！欢迎来到周四推送，这里是python3学习笔记的第九篇。

今天将有以下几个要点：

彩蛋你为什么不好好排排站！显得如此突兀

函数是什么

函数，即实现一个特定功能的代码段。是python中的重要技能（工具）。

函数离我们并不远，早期我们已熟练使用了一些内置函数：例如input print等；

当然，要实现更复杂的功能或任务，就需要重新定义一个函数，比如这样：

01 def Plus(a,b):
02     print(a+b)
03    
04 def Enter():
05     num1 = int(input('Please enter number:'))
06     num2 = int(input('Please enter number2:')) 
07     return num1,num2
08    
09 n1,n2 = Enter()
10 Plus(n1,n2)


上述的例子用于简单实现两个数字求和，由两个自定义的函数组成。不难发现，自定义函数的格式以关键词def开头，后接函数名，这里与变量名称定义时规则一致，不能使用 python 中已存在的关键字，大小写敏感，因此例子中的def Plus():也成立，小括号中添加参数（形参）。第二行以运行的功能语句为主，在调用第一个函数 Plus 中，将直接输出两者和值；第二个函数 Enter 中，定义语句中并没有变量名，因此调用时不需要提供任何值，而return则将储存于num1和num2中的值返回。代码段需要缩进。

Python不同于其他语言，也是它灵活和优势地方，就是能够同时返回多个值。因此在第九行中，num1赋值给了n1，num2赋值给了n2。多个变量之间用逗号隔开。在两个简单函数中，返回值可以是任意类型的，执行return后，函数终止。反之，若无返回值，直接调用就好。

主函数

Python程序运行时，只会执行主函数及不在函数内的代码，子函数只会在调用时才会运行。因此，如果程序的调用和被调用的范围仅限于文件内，即可不编写主程序。但是，为了养成良好的习惯和直观性，仍建议编写主函数。

主函数的定义：

01 if _name_ = '_main_':
02     print('This is main.')

03 def Plus(a,b):
04     print(a+b)
05    
06 def Enter():
07     num1 = int(input('Please enter number:'))
08     num2 = int(input('Please enter number2:')) 
09     return num1,num2
10    
11 n1,n2 = Enter()
12 Plus(n1,n2)

还是上面的例子，主函数部分一定会被输出，假设没有12行调用Plus函数，若不调用则不运行。在调用子函数中，需要主要变量的定义，调用时传进的数据是什么类型的变量，那么对应位置上也是该类型的变量。

全局变量

即整个程序都可以使用的变量，用global g 表示。与局部变量对应，可以由下图关系理解。

来看一个例子：

01 a = 1
02
03 def function():
04     global a
05     a += 1
06     global b
07     print (a)

07 function()
08 print (a)
09 print (b)


外部变量可以被改变，内部变量也可以在外部使用。

匿名函数

简单理解就是没有名字的函数，没有函数的格式，简单定义的表达式。用lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression 表示，比如我要实现上面的 Plus函数，在此我可以这样写：

r = lambda x,y:x+y。与上面的函数表示来看，lambda只是一个表达式，函数体比def简单很多，能体现的逻辑也少，且不能访问参数列表之外或全局命名空间里的参数。虽然lambda函数看起来只能写一行，却不等同于C或C++的内联函数，后者的目的是调用小函数时不占用栈内存从而增加运行效率。

比如套用在函数中，作为判断的语句：

01 for i in filter(lambda x:x<5, [1, 2, 8, 4, 2,15,3]):
02     print(i)

高阶函数

英文为 Higher-order function ，怎么理解呢。我们从内置函数再来理解一下上面的提及到的 函数名定义规则与变量一致，换句话说 函数名也可以认为是一个变量。什么意思，来看廖老师的例子：

#变量可以指向函数
>>> abs
<built-in function abs>

>>> x = abs
>>> x
<built-in function abs>

#函数本身赋值给变量
>>> x = abs(-10)
>>> x
10

>>> f = abs
>>> f(-10)
10

#函数名也是变量
>>> abs = 10
>>> abs(-10)
Traceback (most recent call last):
  File '<stdin>', line 1, in <module>
TypeError: 'int' object is not callable

#当然实际代码绝对不能这么写，这里是为了说明函数名也是变量。要恢复abs函数，请重启Python交互环境。
#注：由于abs函数实际上是定义在import builtins模块中的，所以要让修改abs变量的指向在其它模块也生效，要用import builtins; builtins.abs = 10。


在前两个测试中，内置函数可以赋值给变量，使变量具有该函数的能力（接受实参）。但是，当一个值赋值给内置函数时，该函数就体现为一个变量，不再具有函数本身的能力。这也就是在一开始介绍定义函数名的时候，要规避python关键词的目的。

既然变量可以指向函数，函数的参数能接收变量，那么一个函数就可以接收另一个函数作为参数，这种函数就称之为高阶函数。

高阶函数，我们以 map(f,list) #对列表内元素逐个处理，举个栗子：

# 对每一个元素进行平方计算
def f(x):
    return x*x

for i in map(f,[1,2,3,4,5,6,7]):
    print(i)

# 使用正则取列表中所有元素的关键字,省略部分代码
import re
def id(x):
    return re.findall(r'ORF\d+_(.*?):',x)[0]

for line in f:
    if line.startswith('P'):
        line = line.split('\t')
        line1 =list(map(id,line))
        print(line1)

当然还有一些其他的高阶函数，如下：

• reduce (f,list) 函数：reduce把结果继续和序列的下一个元素做累积计算，比如求list中数的和；

• filter() 函数（过滤）：filter(lamdba x: x%2 ==1, [1, 2, 3, 4, 5])，比如上述匿名函数中的例子：

  01 for i in filter(lambda x:x<5, [1, 2, 8, 4, 2,15,3]):
02     print(i)


• sorted() 函数（排序）：

  # sorted(iterable, key, reverse)
  # iterable  一个可迭代的对象
  # key 对什么进行排序
  # reverse  bool类型，如果为true为反序， 默认为false
  # 返回值是一个list
  

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参考资料：

《你也能看的懂的python算法书》

枫叶云-Python3中的函数 https://my.oschina.net/u/3804957/blog/1795973

廖雪峰Python教程-高阶函数 https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1016959663602400/1017328655674400