Python天天美味(35) - 細品lambda(轉)

lambda函數也叫匿名函數，即，函數沒有具體的名稱。先來看一個最簡單例子：

 
           def 
            f(x):
     
           return 
            x 
           ** 
           2 
           

 
           print 
            f( 
           4 
           ) 
          

Python中使用lambda的話，寫成這樣

 
           g  
           = 
             
           lambda 
            x : x 
           ** 
           2 
           
 
           print 
            g( 
           4 
           ) 
          

lambda表達式在很多編程語言都有對應的實現。比如C#：

 
           var g  
           = 
            x  
           => 
            x 
           ** 
           2 
           
Console.WriteLine(g( 
           4 
           )) 
          

那么，lambda表達式有什么用處呢？很多人提出了質疑，lambda和普通的函數相比，就是省去了函數名稱而已，同時這樣的匿名函數，又不能共享在別的地方調用。其實說的沒錯，lambda在Python這種動態的語言中確實沒有起到什么驚天動地的作用，因為有很多別的方法能夠代替lambda。同時，使用lambda的寫法有時顯得並沒有那么pythonic。甚至有人提出之后的Python版本要取消lambda。

回過頭來想想，Python中的lambda真的沒有用武之地嗎？其實不是的，至少我能想到的點，主要有：

1. 使用Python寫一些執行腳本時，使用lambda可以省去定義函數的過程，讓代碼更加精簡。

2. 對於一些抽象的，不會別的地方再復用的函數，有時候給函數起個名字也是個難題，使用lambda不需要考慮命名的問題。

3. 使用lambda在某些時候讓代碼更容易理解。

lambda基礎

lambda語句中，冒號前是參數，可以有多個，用逗號隔開，冒號右邊的返回值。lambda語句構建的其實是一個函數對象，見證一下：

 
           g  
           = 
             
           lambda 
            x : x 
           ** 
           2 
           
 
           print 
            g

 
           < 
           function  
           < 
           lambda 
           > 
            at  
           0x00AFAAF0 
           > 
          

C#3.0開始，也有了lambda表達式，省去了使用delegate的麻煩寫法。C#中的lambda表達式關鍵字是=>，看下面的一個例子：

 
           var array  
           = 
             
           new 
             
           int 
           [] { 
           2 
           ,  
           3 
           ,  
           5 
           ,  
           7 
           ,  
           9 
           };
var result  
           = 
            array.Where(n  
           => 
            n  
           > 
             
           3 
           );  
           // 
            [5, 6, 9] 
          

C#使用了擴展方法，才使得數組對象擁有了像Where,Sum之類方便的方法。Python中，也有幾個定義好的全局函數方便使用的，他們就是filter, map, reduce。

 
            
            >>> 
             foo  
            = 
             [ 
            2 
            ,  
            18 
            ,  
            9 
            ,  
            22 
            ,  
            17 
            ,  
            24 
            ,  
            8 
            ,  
            12 
            ,  
            27 
            ]
 
            >>> 
            
 
            >>> 
              
            print 
             filter( 
            lambda 
             x: x  
            % 
              
            3 
              
            == 
             0, foo)
[ 
            18 
            ,  
            9 
            ,  
            24 
            ,  
            12 
            ,  
            27 
            ]
 
            >>> 
            
 
            >>> 
              
            print 
             map( 
            lambda 
             x: x  
            * 
              
            2 
              
            + 
              
            10 
            , foo)
[ 
            14 
            ,  
            46 
            ,  
            28 
            ,  
            54 
            ,  
            44 
            ,  
            58 
            ,  
            26 
            ,  
            34 
            ,  
            64 
            ]
 
            >>> 
            
 
            >>> 
              
            print 
             reduce( 
            lambda 
             x, y: x  
            + 
             y, foo)
 
            139 
            
          

 

非lambda不可？

上面例子中的map的作用，和C#的Where擴展方法一樣，非常簡單方便。但是，Python是否非要使用lambda才能做到這樣的簡潔程度呢？在對象遍歷處理方面，其實Python的for..in..if語法已經很強大，並且在易讀上勝過了lambda。比如上面map的例子，可以寫成：

print  [x  *   2   +   10   for  x  in  foo]

非常的簡潔，易懂。filter的例子可以寫成：

print  [x  for  x  in  foo  if  x  %   3   ==  0]

同樣也是比lambda的方式更容易理解。

所以，什么時候使用lambda，什么時候不用，需要具體情況具體分析，只要表達的意圖清晰就好。一般情況下，如果for..in..if能做的，我都不會選擇lambda。 

lambda broken?

在數學教學中，經常會使用到lambda，比如有一位老兄就遇到這樣一個問題。他想創建一個函數數組fs=[f0,...,f9] where fi(n)=i+n. 於是乎，就定義了這么一個lambda函數：

fs  =  [( lambda  n: i  +  n)  for  i  in  range( 10 )]

但是，奇怪的是，

 
           >>> 
            fs[ 
           3 
           ]( 
           4 
           )
 
           13 
           
 
           >>> 
            fs[ 
           4 
           ]( 
           4 
           )
 
           13 
           
 
           >>> 
            fs[ 
           5 
           ]( 
           4 
           )
 
           13 
          

結果並沒有達到這位老兄的預期，預期的結果應該是：

 
           >>> 
            fs[ 
           3 
           ]( 
           4 
           )
 
           7 
           
 
           >>> 
            fs[ 
           4 
           ]( 
           4 
           )
 
           8 
           
 
           >>> 
            fs[ 
           5 
           ]( 
           4 
           )
 
           9 
          

問題其實出在變量i上。上面的代碼換個簡單的不使用lambda的縮減版本：

 
           i  
           = 
             
           1 
           
 
           def 
            fs(n):
     
           return 
            n  
           + 
            i
 
           print 
            fs( 
           1 
           )  
           # 
            2 
           
 
           
i  
           = 
             
           2 
           
 
           print 
            fs( 
           1 
           )  
           # 
            3 
          

可見，上面沒有達到預期的原因是lambda中的i使用的是匿名函數外的全局變量。修改一下：

 
           fs  
           = 
            [( 
           lambda 
            n, i 
           = 
           i : i  
           + 
            n)  
           for 
            i  
           in 
            range( 
           10 
           )]
 
           >>> 
            fs[ 
           3 
           ]( 
           4 
           )
 
           7 
           
 
           >>> 
            fs[ 
           4 
           ]( 
           4 
           )
 
           8 
           
 
           >>> 
            fs[ 
           5 
           ]( 
           4 
           )
 
           9 
          

 

 

參考資料

Python: Lambda Functions 

Python’s lambda is broken!

Using lambda Functions - Dive Into Python

 

Python 天天美味系列（總）

Python 天天美味(30) - python數據結構與算法之快速排序 

Python 天天美味(31) - python數據結構與算法之插入排序 

Python 天天美味(32) - python數據結構與算法之堆排序 

Python 天天美味(33) - 五分鍾理解元類（Metaclasses）[轉]

Python 天天美味(34) - Decorators詳解