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【Python 中 lambda、map、filter 和 reduce】详细功能介绍及用法总结

news 2025/5/27 7:45:53

以下是 Python 中 lambda、map、filter 和 reduce 的详细功能介绍及用法总结，涵盖基础语法、高频场景和示例代码。

一、`lambda` 匿名函数

功能

用于快速定义一次性使用的匿名函数。
不需要显式命名，适合简化小规模逻辑。

语法

lambda 参数1, 参数2, ...: 表达式

示例

# 定义加法函数
add = lambda a, b: a + b
print(add(3, 5))  # 输出 8# 作为参数传递给其他高阶函数
squared = map(lambda x: x**2, [1, 2, 3])
print(list(squared))  # 输出 [1, 4, 9]

二、`map` 映射

功能

对序列中的每个元素执行指定操作，生成新的迭代器。

语法

map(函数, 可迭代对象)

示例

# 将列表中的每个数平方
numbers = [1, 2, 3, 4]
result = map(lambda x: x**2, numbers)
print(list(result))  # 输出 [1, 4, 9, 16]# 处理多序列（按最短序列长度）
texts = ["apple", "banana", "cherry"]
sizes = [5, 6]
result = map(lambda a, b: (a, len(a), b), texts, sizes)
print(list(result))  # 输出 [('apple',5,5), ('banana',6,6)]

三、`filter` 过滤

功能

根据条件筛选序列中满足要求的元素，生成新的迭代器。

语法

filter(条件函数, 可迭代对象)

示例

# 过滤偶数
numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
even = filter(lambda x: x % 2 == 0, numbers)
print(list(even))  # 输出 [2, 4, 6]# 过滤非空字符串
words = ["hello", "", "world", None, " "]
valid_words = filter(lambda s: s and s.strip(), words)
print(list(valid_words))  # 输出 ['hello', 'world']

四、`reduce` 累积

功能

将序列中的元素通过函数累积计算，最终返回一个结果（需导入 functools 模块）。

语法

from functools import reduce
reduce(累积函数, 可迭代对象, [初始值])

示例

from functools import reduce# 累加元素
numbers = [1, 2, 3, 4]
sum_result = reduce(lambda a, b: a + b, numbers)  # 等效于 1+2+3+4
print(sum_result)  # 输出 10# 求最大值
max_result = reduce(lambda a, b: a if a > b else b, numbers)
print(max_result)  # 输出 4# 字符串拼接
words = ["I", "love", "Python"]
sentence = reduce(lambda a, b: f"{a} {b}", words)
print(sentence)  # 输出 "I love Python"# 带初始值
product = reduce(lambda a, b: a * b, [2, 3, 4], 1)  # 1*2*3*4=24
print(product)  # 输出 24

五、实际应用场景

1. 数据清洗（`filter` + `lambda`）

data = ["10.5", "error", "20.3", "NaN", "15.7"]# 过滤无法转换为浮点数的元素
clean_data = list(filter(lambda x: x.replace('.', '', 1).isdigit(), data))
print(clean_data)  # 输出 ['10.5', '20.3', '15.7']

2. 多条件转换（`map` + `lambda`）

prices = [100, 200, 300]# 根据价格生成带税结果（税率 8%）
taxed_prices = list(map(lambda p: (p, p * 1.08), prices))
print(taxed_prices)  # 输出 [(100,108.0), (200,216.0), (300,324.0)]

3. 复杂累积（`reduce`）

# 将二维列表扁平化
nested_list = [[1, 2], [3, 4], [5, 6]]
flattened = reduce(lambda a, b: a + b, nested_list)
print(flattened)  # 输出 [1, 2, 3, 4, 5, 6]

六、对比列表推导式

方法	用途	优点	缺点
`map` + `lambda`	统一处理每个元素	简洁，适合小规模操作	难以处理复杂逻辑
列表推导式	生成新列表	直观，支持条件分支	大量计算时内存占用可能较高
`filter` + `lambda`	筛选元素	直接表达过滤条件	多条件筛选语法稍复杂
生成器表达式	惰性计算大数据	内存高效，支持流式处理	结果只能遍历一次