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深入理解Python的map函数

一、map函数概述

Python的map函数是一种高阶函数,它接受一个函数和一个可迭代对象作为输入,并将该函数应用于可迭代对象中的每个元素。它返回一个由函数应用后的结果组成的新的可迭代对象。

前面第一个参数是函数,第二个参数是一个或多个可迭代对象,map函数会将所有可迭代对象的每个元素都传入函数中,返回值会包含各个调用函数的结果。

    def square(x):
        return x ** 2
    
    numbers = [1, 2, 3, 4]
    result = map(square, numbers)
    print(list(result))
    # 输出结果为 [1, 4, 9, 16]

二、与列表解析以及for循环的对比

在Python中,对于一些简单的迭代运算,我们可以使用map、列表解析以及for循环三种方式完成相同的任务。对于大规模数据,map会比列表解析快些。

    # 使用map实现
    words = ['cat', 'window', 'defenestrate']
    lengths = map(len, words)
    print(list(lengths))
    # 输出结果为 [3, 6, 12]

    # 使用列表解析实现
    lengths = [len(word) for word in words]
    print(lengths)
    # 输出结果为 [3, 6, 12]

    # 使用for循环实现
    lengths = []
    for word in words:
        lengths.append(len(word))
    print(lengths)
    # 输出结果为 [3, 6, 12]

可以发现,map和列表解析的代码非常简洁,for循环的代码比较冗长。同时,在代码执行时间上,map要比列表解析快,因为map中使用的是C语言的底层循环,而列表解析则是Python的内部实现。

三、map函数的进一步使用

1、复合调用

map函数可以和Python的lambda表达式结合使用,以实现复合调用。通过逐级套用lambda函数,可以从一个参数序列生成另一个序列。

    def square(x):
        return x ** 2

    def double(x):
        return x * 2

    numbers = [1, 2, 3, 4]
    result = map(lambda x: double(square(x)), numbers)
    print(list(result))
    # 输出结果为 [2, 8, 18, 32]

2、多个可迭代对象的传入

map函数可以传入多个可迭代对象,只需保证每个可迭代对象中元素的个数相等。函数将从每个可迭代对象中取出一个元素组成元组,输入到map的函数中。

    from math import pow

    list1 = [1, 2, 3]
    list2 = [4, 5, 6, 7]
    result = map(pow, list1, list2)
    print(list(result))
    # 输出结果为 [1, 32, 729]

3、map函数与filter函数的对比

Python中的filter函数和map函数类似,但是它筛选出由函数返回值为True的输入元素组成的迭代器。

    def is_odd(x):
        return x % 2 == 1

    numbers = [1, 2, 3, 4]
    result = map(is_odd, numbers)
    print(list(result))
    # 输出结果为 [True, False, True, False]

    filtered_result = filter(is_odd, numbers)
    print(list(filtered_result))
    # 输出结果为 [1, 3]

可以看出,map函数返回的是经过函数处理后的结果,而filter函数返回的是函数返回值为True的元素。

总结

通过本文的介绍,我们深入了解了Python中的map函数,体会到了它作为高阶函数在代码实现上的便捷。同时,我们也看到了一些map函数的高级用法以及与filter函数的对比,这些技巧在开发中也非常有用。