Python中的map()函數和reduce()函數的用法
Python內建了map()和reduce()函數。
如果你讀過Google的那篇大名鼎鼎的論文“MapReduce: Simplified Data Processing on Large Clusters”，你就能大概明白map/reduce的概念。
我們先看map。map()函數接收兩個參數，一個是函數，一個是序列，map將傳入的函數依次作用到序列的每個元素，並把結果作為新的list返回。
舉例說明，比如我們有一個函數f(x)=x2，要把這個函數作用在一個list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]上，就可以用map()實現如下：
現在，我們用Python代碼實現：
|
1
2
3
4
5
|
>>>
def
f(x):
...
return
x
*
x
...
>>>
map
(f, [
1
,
2
,
3
,
4
,
5
,
6
,
7
,
8
,
9
])
[
1
,
4
,
9
,
16
,
25
,
36
,
49
,
64
,
81
]
|
map()傳入的第一個參數是f，即函數對象本身。
你可能會想，不需要map()函數，寫一個循環，也可以計算出結果：
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1
2
3
4
|
L
=
[]
for
n
in
[
1
,
2
,
3
,
4
,
5
,
6
,
7
,
8
,
9
]:
L.append(f(n))
print
L
|
的確可以，但是，從上面的循環代碼，能一眼看明白“把f(x)作用在list的每一個元素並把結果生成一個新的list”嗎？
所以，map()作為高階函數，事實上它把運算規則抽象了，因此，我們不但可以計算簡單的f(x)=x2，還可以計算任意復雜的函數，比如，把這個list所有數字轉為字符串：
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1
2
|
>>>
map
(
str
, [
1
,
2
,
3
,
4
,
5
,
6
,
7
,
8
,
9
])
[
'1'
,
'2'
,
'3'
,
'4'
,
'5'
,
'6'
,
'7'
,
'8'
,
'9'
]
|
只需要一行代碼。
再看reduce的用法。reduce把一個函數作用在一個序列[x1, x2, x3...]上，這個函數必須接收兩個參數，reduce把結果繼續和序列的下一個元素做累積計算，其效果就是：
reduce(f, [x1, x2, x3, x4]) = f(f(f(x1, x2), x3), x4)
比方說對一個序列求和，就可以用reduce實現：
|
1
2
3
4
5
|
>>>
def
add(x, y):
...
return
x
+
y
...
>>>
reduce
(add, [
1
,
3
,
5
,
7
,
9
])
25
|
當然求和運算可以直接用Python內建函數sum()，沒必要動用reduce。
但是如果要把序列[1, 3, 5, 7, 9]變換成整數13579，reduce就可以派上用場：
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1
2
3
4
5
|
>>>
def
fn(x, y):
...
return
x
*
10
+
y
...
>>>
reduce
(fn, [
1
,
3
,
5
,
7
,
9
])
13579
|
這個例子本身沒多大用處，但是，如果考慮到字符串str也是一個序列，對上面的例子稍加改動，配合map()，我們就可以寫出把str轉換為int的函數：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
|
>>>
def
fn(x, y):
...
return
x
*
10
+
y
...
>>>
def
char2num(s):
...
return
{
'0'
:
0
,
'1'
:
1
,
'2'
:
2
,
'3'
:
3
,
'4'
:
4
,
'5'
:
5
,
'6'
:
6
,
'7'
:
7
,
'8'
:
8
,
'9'
:
9
}[s]
...
>>>
reduce
(fn,
map
(char2num,
'13579'
))
13579
|
整理成一個str2int的函數就是：
|
1
2
3
4
5
6
|
def
str2int(s):
def
fn(x, y):
return
x
*
10
+
y
def
char2num(s):
return
{
'0'
:
0
,
'1'
:
1
,
'2'
:
2
,
'3'
:
3
,
'4'
:
4
,
'5'
:
5
,
'6'
:
6
,
'7'
:
7
,
'8'
:
8
,
'9'
:
9
}[s]
return
reduce
(fn,
map
(char2num, s))
|
還可以用lambda函數進一步簡化成：
|
1
2
|
def
char2num(s):
return
{
'0'
:
0
,
'1'
:
1
,
'2'
:
2
,
'3'
:
3
,
'4'
:
4
,
'5'
:
5
,
'6'
:
6
,
'7'
:
7
,
'8'
:
8
,
'9'
:
9
}[s]
|
|
1
2
|
def
str2int(s):
return
reduce
(
lambda
x,y: x
*
10
+
y,
map
(char2num, s))
|
也就是說，假設Python沒有提供int()函數，你完全可以自己寫一個把字符串轉化為整數的函數，而且只需要幾行代碼！
練習
利用map()函數，把用戶輸入的不規范的英文名字，變為首字母大寫，其他小寫的規范名字。輸入：['adam', 'LISA', 'barT']，輸出：['Adam', 'Lisa', 'Bart']。
Python提供的sum()函數可以接受一個list並求和，請編寫一個prod()函數，可以接受一個list並利用reduce()求積。