python函数可以作为容器对象吗_正确理解Python函数是第一类对象
正確理解 Python函數,能夠幫助我們更好地理解 Python 裝飾器、匿名函數(lambda)、函數式編程等高階技術。
函數(Function)作為程序語言中不可或缺的一部分,太稀松平常了。但函數作為第一類對象(First-Class Object)卻是 Python 函數的一大特性。那到底什么是第一類對象呢?
函數是對象
在 Python 中萬物皆為對象,函數也不例外,函數作為對象可以賦值給一個變量、可以作為元素添加到集合對象中、可作為參數值傳遞給其它函數,還可以當做函數的返回值,這些特性就是第一類對象所特有的。
先來看一個簡單的例子>>>?def?foo(text):...?????return?len(text)...>>>?foo("zen?of?python")13
這是一個再簡單不過的函數,用于計算參數 text 的長度,調用函數就是函數名后面跟一個括號,再附帶一個參數,返回值是一個整數。
函數身為一個對象,擁有對象模型的三個通用屬性:id、類型、和值。>>>?id(foo)4361313816>>>?type(foo)>>>?foo
作為對象,函數可以賦值給一個變量>>>?bar?=?foo
賦值給另外一個變量時,函數并不會被調用,僅僅是在函數對象上綁定一個新的名字而已。>>>?bar("zen?of?python")13>>>
同理,你還可以把該函數賦值給更多的變量,唯一變化的是該函數對象的引用計數不斷地增加,本質上這些變量最終指向的都是同一個函數對象。>>>?a?=?foo
>>>?b?=?foo
>>>?c?=?bar
>>>?a?is?b?is?c
True
函數可以存儲在容器
容器對象(list、dict、set等)中可以存放任何對象,包括整數、字符串,函數也可以作存放到容器對象中,例如>>>?funcs?=?[foo,?str,?len]
>>>?funcs
[,?,?]
>>>?for?f?in?funcs:
...?????print(f("hello"))
...
5
hello
5
>>>
foo 是我們自定義的函數,str 和 len 是兩個內置函數。for 循環逐個地迭代出列表中的每個元素時,函數對象賦值給了 f 變量,調用 f(“hello”) 與 調用 foo(“hello”) 本質是一樣的效果,每次 f 都重新指向一個新的函數對象。當然,你也可以使用列表的索引定位到元素來調用函數。>>>?funcs[0]("Python之禪")#?等效于?foo("Python之禪")8
函數可以作為參數
函數還可以作為參數值傳遞給另外一個函數,例如:>>>?def?show(func):...?????size?=?func("python?之禪")?#?等效于?foo("Python之禪")?...?????print?("length?of?string?is?:?%s"?%?size)...>>>?show(foo)length?of?string?is?:?9
函數可以作為返回值
函數作為另外一個函數的返回值,例如:>>>?def?nick():
...?????return?foo
>>>?nick
>>>?a?=?nick()
>>>?a
>>>?a("python")
6
還可以簡寫為>>>?nick()("python")
6
函數接受一個或多個函數作為輸入或者函數輸出(返回)的值是函數時,我們稱這樣的函數為高階函數,比如上面的?show?和nick?都屬于高階函數。
Python內置函數中,典型的高階函數是?map?函數,map 接受一個函數和一個迭代對象作為參數,調用 map 時,依次迭代把迭代對象的元素作為參數調用該函數。>>>?map(foo,?["the","zen","of","python"])>>>?lens?=?map(foo,?["the","zen","of","python"])>>>?list(lens)[3,?3,?2,?6]
map?函數的作用相當于:>>>?[foo(i)?for?i?in?["the","zen","of","python"]][3,?3,?2,?6]
只不過 map 的運行效率更快一點。
函數可以嵌套
Python還允許函數中定義函數,這種函數叫嵌套函數。>>>?def?get_length(text):...?????def?clean(t):???????????#?2...?????????return?t[1:]...?????new_text?=?clean(text)??#?1...?????return?len(new_text)...>>>?get_length("python")5>>>
這個函數的目的是去除字符串的第一個字符后再計算它的長度,盡管函數本身的意義不大,但能足夠說明嵌套函數。get_length?調用時,先執行1處代碼,發現有調用?clean?函數,于是接著執行2中的代碼,把返回值賦值給了?new_text?,再繼續執行后續代碼。>>>?clean("python")Traceback?(most?recent?call?last):
File?"",?line?1,?in?NameError:?name?'clean'?is?not?defined
函數中里面嵌套的函數不能在函數外面訪問,只能是在函數內部使用,超出了外部函數的做用域就無效了。
實現了 __call__ 的類也可以作為函數
對于一個自定義的類,如果實現了 __call__ 方法,那么該類的實例對象的行為就是一個函數,是一個可以被調用(callable)的對象。例如:class?Add:
def?__init__(self,?n):
self.n?=?n
def?__call__(self,?x):
return?self.n?+?x>>>?add?=?Add(1)>>>?add(4)>>>?5
執行 add(4) 相當于調用 Add._call__(add, 4),self 就是實例對象 add,self.n 等于 1,所以返回值為 1+4add(4)
||
Add(1)(4)
||
Add.__call__(add,?4)
確定對象是否為可調用對象可以用內置函數callable來判斷。>>>?callable(foo)True>>>?callable(1)False>>>?callable(int)True
總結
Python中包含函數在內的一切皆為對象,函數作為第一類對象,支持賦值給變量,作為參數傳遞給其它函數,作為其它函數的返回值,支持函數的嵌套,實現了__call__方法的類實例對象也可以當做函數被調用。
總結
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