python高级（五）—— python函数（一等对象）

本文主要内容

一等对象

普通函数 & 高阶函数

可调用对象 & 自定义可调用类型

　　函数内省

　　函数注释

python高级——目录

文中代码均放在github上：https://github.com/ampeeg/cnblogs/tree/master/python高级

一等对象

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    在python中，"一等对象"指的是满足下述条件的程序实体：
    （1）在运行时创建
    （2）能赋值给变量或数据结构中的元素
    （3）能作为参数传给函数
    （4）能作为函数的返回结果

    整数、字符串和字典都是一等对象。在面向对象编程中，函数也是对象，并满足以上条件，所以函数也是一等对象，称为"一等函数"
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if __name__ == "__main__":
    # 函数的一等性质
    def foo(n):
        '''returns  n!'''
        return 1 if n < 2 else n * foo(n-1)

    print(foo(5))    #

    my_foo = foo
    print(my_foo)    # <function foo at 0x1010e3f28> 能赋值给变量
    print(list(map(my_foo, range(6))))   # [1, 1, 2, 6, 24, 120]   能赋值给函数

    def foo2():
        return foo

    my_foo2 = foo2()
    print(my_foo2(5))     # 120 可作为函数的返回结果

普通函数 & 高阶函数

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    我们一般将函数分为"普通函数"和"高阶函数"，接受函数为参数的函数为高阶函数，其余为普通函数

    普通函数大家再熟悉不过，本文不讲，主要讲一下map、filter、reduce三个高阶函数
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if __name__ == "__main__":
    # map第一个参数接受一个函数，并将这个函数作用于后面可迭代对象的每一个元素中
    l = map(lambda x : x ** 2, range(11))   # 返回的是生成器类型
    print(list(l))     # [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

    w = map(str.upper, 'asfafasfasfaf')
    print(list(w))     # ['A', 'S', 'F', 'A', 'F', 'A', 'S', 'F', 'A', 'S', 'F', 'A', 'F']

    # filter第一个参数也接受函数，并返回所有满足该函数的元素
    l = filter(lambda n: n % 2, range(10))   # 返回n % 2为真的数,就是奇数
    l2 = filter(lambda n: n % 2 ==0, range(10))  # 返回偶数
    print(list(l))                           # [1, 3, 5, 7, 9]
    print(list(l2))                          # [0, 2, 4, 6, 8]

    # reduce 从python3开始，reduce放在functools中
    # reduce将某个操作连续应用到序列元素上，即其会将前一步的结果继续应用到下一个元素上
    from functools import reduce
    s = reduce(lambda x,y: x + y, range(101))
    print(s)       # 5050 对1到100求和

可调用对象 & 自定义可调用类型

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    我们在使用函数或者实例化对象的时候会用到括号（即()），这个括号实际上是调用运算符，python里面有7中可调用对象：

    1、用户定义的函数
        def和lambda创建
    2、内置函数
        使用C语言实现的函数，如len或time.strftime
    3、内置方法
        使用C语言实现的方法，如dict.get
    4、方法
        在类的定义体中定义的函数
    5、类
        调用类时其实首先运行的是__new__方法，然后运行__init__方法。这里很有意思，自定义类中其实没有重写__new__方法，
        而是调用的超类的__new__方法，如果查看源代码的实现逻辑，相信你会有新的发现，这里不做讨论。
    6、类的实例
        如果类定义了__call__方法，那么它的实例可以作为函数调用
    7、生长器函数
        使用yield关键字的函数或方法。
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if __name__ == "__main__":
    # 创建一个自定义可调用类
    class Foo():
        def __init__(self):
            self.name = "Foo"
        def __call__(self, *args, **kwargs):
            print("调用__call__")

    Foo()()     # 输出：调用__call__

    # 以上使用 Foo()() 这种写法看上去很有意思。首先，Foo()会创建一个Foo实例，调用__init__构造方法，; 然后使用实例(),此时
    # 调用__call__方法

函数内省

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    函数内省我们通过例子来看
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if __name__ == "__main__":
    # 先创建一个函数
    def foo(n):
        ''':returns n!'''
        return 1 if n<2 else n*foo(n-1)

    print(foo.__doc__)   # :returns n!   __doc__里面存储了注释内容

    # 看看这个函数中有多少属性
    print(dir(foo))
    '''
        ['__annotations__', '__call__', '__class__', '__closure__', '__code__',
        '__defaults__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__',
        '__format__', '__ge__', '__get__', '__getattribute__', '__globals__', '__gt__',
        '__hash__', '__init__', '__kwdefaults__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__name__',
        '__ne__', '__new__', '__qualname__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__',
        '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__']
    '''

    # 下表对一些属性做了说明

名称	类型	说明
__annotations__	dict	参数和返回值的注解
__call__	method-wrapper	实现（）运算符
__closure__	tuple	函数闭包
__code__	code	编译成字节码的函数元数据和函数定义体
__defaults__	tuple	形式参数的默认值
__get__	method-wrapper	实现只读描述符协议
__globals__	dict	函数所在模块中的全局变量
__kwdefaults__	dict	仅限关键字形式参数的默认值
__name__	str	函数名称
__qualname__	str	函数的限定名称

函数注释

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    函数注解很简单，用下面例子简单讲解即可明了
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if __name__ == "__main__":
    def foo(num: int, step: 'int 间隔(大于0小于num)'=1) -> int:
        ''':returns 求num的阶乘，可以设置步长'''     # 这里的注释存储在__doc__中
        return num if num <= step else num * foo(num-step,step)

    print(foo(5))  # 120   (5*4*3*2*1)
    print(foo(5, 2))  # 15 (5*3)

    # 函数声明中的各个参数可以在冒号（：）之后增加注释，该注释可以直接写参数类型，也可以写字符串
    # -> 符号后面是对函数返回值进行注解

    # 这些注释内容存储在属性 __annotations__中
    print(foo.__annotations__)  # {'step': 'int 间隔(大于0小于num)', 'num': <class 'int'>, 'return': <class 'int'>}

    # 这样注释后，在使用pycharm时会出现自动提示

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