Элементы функционального программирования

Обработка последовательностей

Многие алгоритмы сводятся к обработке массивов данных и получению новых массивов данных в результате. Среди встроенных функций Python есть несколько для работы с последовательностями.

Под последовательностью в Python понимается любой тип данных, который поддерживает интерфейс последовательности (это несколько специальных методов, реализующих операции над последовательностями, которые в данном курсе обсуждаться не будут).

Следует заметить, что тип, основной задачей которого является хранение, манипулирование и обеспечение доступа к самостоятельным данным называется контейнерным типом или просто контейнером. Примеры контейнеров в Python - списки, кортежи, словари.

Функции range() и xrange()

Функция range() уже упоминалась при рассмотрении цикла for. Эта функция принимает от одного до трех аргументов. Если аргумент всего один, она генерирует список чисел от 0 (включительно) до заданного числа (исключительно). Если аргументов два, то список начинается с числа, указанного первым аргументом. Если аргументов три - третий аргумент задает шаг

>>> print range(10)
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>> print range(1, 10)
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>> print range(1, 10, 3)
[1, 4, 7]

Функция xrange() - аналог range(), более предпочтительный для использования при последовательном доступе, например, в цикле for или с итераторами. Она возвращает специальный xrange -объект, который ведет себя почти как список, порождаемый range(), но не хранит в памяти все выдаваемые элементы.

Функция map()

Для применения некоторой функции ко всем элементам последовательности применяется функция map(f, *args). Первый параметр этой функции - функция, которая будет применяться ко всем элементам последовательности. Каждый следующий n+1 -й параметр должен быть последовательностью, так как каждый его элемент будет использован в качестве n -го параметра при вызове функции f(). Результатом будет список, составленный из результатов выполнения этой функции.

В следующем примере складываются значения из двух списков:

>>> l1 = [2, 7, 5, 3]
>>> l2 = [-2, 1, 0, 4]
>>> print map(lambda x, y: x+y, l1, l2)
[0, 8, 5, 7]

В этом примере применена безымянная функция для получения суммы двух операндов ко всем элементам l1 и l2. В случае если одна из последовательностей короче другой, вместо соответствующего операнда будет None, что, конечно, собьет операцию сложения. В зависимости от решаемой задачи, можно либо видоизменить функцию, либо считать разные по длине последовательности ошибкой, которую нужно обрабатывать как отдельную ветвь алгоритма.

Частный случай применения map() - использование None в качестве первого аргумента. В этом случае просто формируется список кортежей из элементов исходных последовательностей:

>>> l1 = [2, 7, 5, 3]
>>> l2 = [-2, 1, 0, 4]
>>> print map(None, l1, l2)
[(2, -2), (7, 1), (5, 0), (3, 4)]

Функция filter()

Другой часто встречающейся операцией является фильтрование исходной последовательности в соответствии с некоторым предикатом (условием). Функция filter(f, seq) принимает два аргумента: функцию с условием и последовательность, из которой берутся значения. В результирующую последовательность попадут только те значения из исходной, для которой f() возвратит истину. Если в качестве f задано значение None, результирующая последовательность будет состоять из тех значений исходной, которые имеют истинностное значение True.

Например, в следующем фрагменте кода можно избавиться от символов, которые не являются буквами:

>>> filter(lambda x: x.isalpha(), 'Hi, there! I am eating an apple.')
'HithereIameatinganapple'