【Python】笔记第六部分：生成器和函数式编程

🌟迭代Iteration

每一次对过程的重复称为一次“迭代”，而每一次迭代得到的结果会作为下一次迭代的初始值。例如：循环获取容器中的元素。

具有__iter__函数的对象，可以返回迭代器对象。

# 创建：
class 可迭代对象名称:
	def __iter__(self):
   		return 迭代器
# 使用：
	for 变量名 in 可迭代对象:
		语句

背后的原理是：

迭代器 = 可迭代对象.__iter__() # 实例一个迭代器对象。
while True:
    try: 
        print(迭代器.__next__()) # 调用迭代器中的`__next__`方法。
    except StopIteration: # 在迭代器 raise StopIteration 后停止。
        break

迭代器对象是可以被__next__()函数调用并返回下一个值的对象。

class 迭代器类名:
    def __init__(self, 聚合对象): # 聚合对象通常是容器对象。
        self.聚合对象= 聚合对象 
 
    def __next__(self): 
        if 没有元素:
            raise StopIteration
        return 聚合对象元素

迭代器让我们只需通过一种方式，便可简洁明了的获取聚合对象中各个元素，而又无需了解其内部结构。

🌟生成器Generator

能够动态(循环一次计算一次返回一次)提供数据的可迭代对象。在循环过程中，按照某种算法 推算 数据，不必创建容器存储完整的结果，从而节省内存空间。

数据量越大，优势越明显。以上作用也称之为 延迟操作 或 惰性操作 ，通俗的讲就是在需要的时候才计算结果，而不是一次构建出所有结果。

含有yield语句的函数，叫做生成器函数。调用生成器函数将返回一个生成器对象，不执行函数体。

# 创建：
def 函数名():
	代码
	yield 数据
    代码
    
# 调用：
for 变量名 in 函数名():
    语句

调用生成器函数会自动创建迭代器对象。调用迭代器对象的__next__()方法时才执行生成器函数。每次执行到yield语句时返回数据，暂时离开。待下次调用__next__()方法时继续从离开处继续执行。

适用性：优先使用生成器。

内置生成器：

• range：生成计数生成器对象。
• 枚举函数enumerate：遍历可迭代对象时，可以将索引与元素组合为一个元组。
• 打包zip：将多个可迭代对象中对应的元素组合成一个个元组，生成的元组个数由最小的可迭代对象决定。
• 生成器表达式：用推导式形式创建生成器对象。变量 = (表达式 for 变量 in 可迭代对象 if 条件)
• 累积reduce：对参数序列进行累积。注意：在python3.x中，reduce()函数被移动到functools包中。

🌟函数式编程

函数式编程的主要思想：把运算过程尽量写成一系列嵌套的函数调用。

python函数式编程的理论支柱是函数可以被赋值给变量，实现函数的间接调用。可以使函数的使用更加灵活。

多个函数主体相同，核心算法（条件）不同的时候可以使用函数式编程，分离变化点。这里我们从面向对象的角度思考函数式编程的应用场景。

• “封装”[分]：将变化点封装为多个函数，通过函数类型的数据传入实现函数的嵌套调用。
• “继承”[隔]：使用函数类型的参数将当前函数的变化隔离。
• “多态”[做]：编码时调用函数类型的形参，运行时调用函数类型的实参。

将核心逻辑/变化点传入方法体，使该方法的适用性更广，体现了面向对象的开闭原则。

构建这样的变化点时采用的思想是函数试编程的思想，即避免副作用，不改变也不依赖当前函数外的数据，函数带有自描述性，提高可读性。

🌟Lambda 表达式

Lambda 表达式是一种匿名方法，可以定义匿名函数。当Lambda表达式作为参数传递时语法简洁，优雅，代码可读性强。 可以随时创建和销毁，减少程序耦合度。

# 定义：
变量 = lambda 形参: 方法体 # 注意：代码规范PEP8不推荐使用这种方法
def 

# 调用：
变量(实参)

形参没有可以不填，方法体只能有一条语句，且不支持赋值语句。

内置高阶函数：

• map（函数，可迭代对象）：使用可迭代对象中的每个元素调用函数，将返回值作为新可迭代对象元素；返回值为新可迭代对象。
• filter(函数，可迭代对象)：根据条件筛选可迭代对象中的元素，返回值为新可迭代对象。
• sorted(可迭代对象，key = 函数,reverse = bool值)：排序，返回值为排序结果。
• max(可迭代对象，key = 函数)：根据函数获取可迭代对象的最大值。
• min(可迭代对象，key = 函数)：根据函数获取可迭代对象的最小值。

🌟装饰器函数decorator

嵌套函数是由函数及其相关的引用环境组合而成的实体。

逻辑连续，当内部函数被调用时，不脱离当前的逻辑。造成的问题是外部变量一直存在于内存中，不会在调用结束后释放，占用内存。

内嵌函数可以引用外部函数中变量，外部函数返回值是内嵌函数。

# 定义：
def 外部函数名(参数):
    外部变量
    def 内部函数名(参数):
        使用外部变量
    return 内部函数名

# 调用：
变量 = 外部函数名(参数)
变量(参数)

python装饰器使用的思想就是嵌套函数。

装饰器可以在不改变原函数的调用以及内部代码情况下，为其 添加新功能 的函数。

def 函数装饰器名称(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        需要添加的新功能
        return func(*args, **kwargs)

    return wrapper
@ 函数装饰器名称
def 原函数名称(参数):
    函数体

原函数(参数)

使用“@函数装饰器名称”修饰原函数，等同于创建与原函数名称相同的变量，关联内嵌函数；故调用原函数时执行内嵌函数。原函数名称 = 函数装饰器名称（原函数名称）

一个函数可以被多个装饰器修饰，执行顺序为从近到远，被叫做装饰器链。