Python：过滤序列的filter()函数

文章背景： 最近在学习廖雪峰老师的Python文章，其中有个章节讲到的是filter()函数，该函数用于过滤序列。在学习过程中，也顺带巩固了其它的知识点，在此进行相应的整理。

Python版本：Python 3.7

1 filter()函数

2 示例代码

2.1 保留奇数

2.2 删除序列中的空字符串

2.3 采用函数filter()求数

2.4 采用函数filter()求回数

1 filter()函数

filter() 函数用于过滤序列，过滤掉不符合条件的元素，返回一个迭代器对象，如果要转换为列表，可以使用 list() 来转换。

该函数接收两个参数，第一个为函数，第二个为序列，序列的每个元素作为参数传递给函数进行判断，然后返回 True 或 False，最后将返回 True 的元素放到新序列中。

语法：filter(function, iterable)

• function -- 判断函数。
• iterable -- 可迭代对象。 返回一个迭代器对象。

2 示例代码

2.1 保留奇数

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

series = [1, 2, 4, 5, 6, 9, 10, 15]
print(list(filter(is_odd, series)))

运行结果：

[1, 5, 9, 15]

2.2 删除序列中的空字符串

def not_empty(s):
    return s and s.strip()

series = ['A', '', 'B', None, 'C', '  ']
print(list(filter(not_empty, series)))

运行结果：

['A', 'B', 'C']

前段代码块的功能是删掉列表中的空字符串，包括None，""和" "。注意函数not_empty()中的代码s and s.strip()。

（1）在Python3中，None，0，空字符串，空列表，空字典、空集合都返回False。

（2）针对逻辑运算符and，对于表达式x and y，这里需要这样理解：布尔"与" - 如果 x 为 False，x and y 返回 False，否则它返回 y 的计算值。

x and y 等价于：x if not x else y。请看下面的例子。

x = 0
y = 1
print("x and y =", x and y)
print("x AND y =", x if not x else y)

运行结果：

x and y = 0
x AND y = 0

在运行 and 运算符时，从左到右 进行逻辑运算 (判定输出结果)。一旦遇到 bool 逻辑为 False的值，则立刻返回该值，且不再往后运算；否则，所有元素的 bool 逻辑值均为 True，and 运算符将返回 最后一个值。

（3）回到本节开头的代码s and s.strip()。对于元素None，如果运行方法strip()，程序将报错，'NoneType' object has no attribute 'strip'。所幸的是None本身返回False。因此，对于元素None, s.strip()并不会运行，从而也不会报错。

另外，对于带两个空格的变量' '，该变量返回的布尔值是True，采用s.strip()方法后，得到的是空字符串（布尔值为False），所以，代码行s and s.strip()返回的布尔值也是False。

test = "  "
print(bool(test))
print(bool(test.strip()))

运行结果：

True
False

2.3 采用函数filter()求质数

计算素数的一个方法是埃氏筛法，它的算法可以这么理解：

（1）首先，列出从2开始的所有自然数，构造一个序列。

（2）取序列的第一个数2，它一定是质数，然后用2把序列中2的倍数筛掉。

（3）取新序列的第一个数3，它一定是质数，然后用3把序列中3的倍数筛掉。

（4）取新序列的第一个数5，然后用5把序列中5的倍数筛掉。

（5）取新序列的第一个数7，然后用7把序列中7的倍数筛掉。

如此，不断筛下去，就可以得到所有的质数。

基于上述的算法，得到的代码块如下：

def _odd_iter():
    n = 1
    while True:
        n = n + 2
        yield n

def _not_divisible(n):
    return lambda x: x % n > 0

def primes():
    yield 2
    it = _odd_iter()  # 初始序列
    while True:
        n = next(it)  # 返回序列的第一个数
        yield n
        it = filter(_not_divisible(n), it)  # 构造新序列

# 打印20以内的素数:
for item in primes():
    if item < 20:
        print(item, end=" ")
    else:
        break

运行结果：

2 3 5 7 11 13 17 19 

(1) 函数_odd_iter()中，由于存在yield关键字，因此，得到的是一个生成器，构造的是一个从3开始的奇数序列，并且它是无限序列。关于yield用法的解析，请查阅文末的参考资料[6]。

(2) 函数_not_divisible(n)中，构造的是一个筛选函数。其中，存在参数n，因为每次的除数都在变化。

(3) 函数primes()中，同样存在yield关键字，因此，得到的也是一个生成器，一开始返回质数2，后来通过filter()不断产生筛选后新的序列，并且也是一个无限序列。

（4）由于通过函数prime()得到的是一个无限序列，所以调用时需要设置一个退出循环的条件。本代码块要实现的目标是：输出20以内的所有质数。

（5）在for循环中，一开始先进入函数primes()，运行到代码行yield 2，返回数字2，退出函数primes()。所以一开始输出的数字是2。然后继续进入函数primes()，接着代码yield 2，运行之后的代码。将函数_odd_iter()赋值给变量it，得到一个生成器(从3开始的奇数序列)。

(6) 然后进入while循环，针对生成器it，使用next方法。这个时候，进入函数_odd_iter()，返回数字3，退出函数_odd_iter()。继续回到函数primes()中，将3赋给变量n。然后返回数字3，退出函数primes()。所以第二个输出的数字是3。

（7）继续进入函数primes()，接着代码yield n，运行之后的代码。目前变量n的值是3，变量it是从3开始的奇数序列，通过filter筛选（去掉3的倍数）后，得到的是5开始的序列，将该序列重新赋给变量it。在while循环内继续运行。针对生成器it，使用next方法。这个时候，返回变量it这个生成器的第一个值，也就是5，将5赋给变量n。然后返回数字5，退出函数primes()。所以第三个输出的数字是5。

(8) 继续进入函数primes()，接着代码yield n，运行之后的代码。目前变量n的值是5，变量it是从5开始的序列，通过filter筛选（去掉5的倍数）后，得到的是7开始的序列，将该序列重新赋给变量it。继续在while循环内继续运行。针对生成器it，使用next方法。这个时候，返回变量it这个生成器的第一个值，也就是7，将7赋给变量n。然后返回数字7，退出函数primes()。所以第四个输出的数字是7。

（9）如此反复，直到返回的变量item大于20时，退出for循环。

2.4 采用函数filter()求回数

回数是指从左向右读和从右向左读都是一样的数，例如12321，909。

获取100~200范围内的所有回数，可以通过下面的代码块实现。

def is_palindrome(n):
    return str(n) == str(n)[::-1]

output = filter(is_palindrome, range(100, 200))
print(list(output))

运行结果：

[101, 111, 121, 131, 141, 151, 161, 171, 181, 191]

获取某个字符串倒数后的结果，可以通过切片器（Slicing）实现。

var_st = "python"
string_length = len(var_st)

print(var_st[0:string_length:1])
print(var_st[string_length::-1])
print(var_st[string_length-1::-1])
print()
print(var_st[string_length-2::-1])
print(var_st[::-1])

运行结果：

python
nohtyp
nohtyp

ohtyp
nohtyp

参考资料：

[1] filter(https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1016959663602400/1017404530360000)

[2] Python3 filter() 函数(https://www.runoob.com/python3/python3-func-filter.html)

[3] Python 逻辑判断True/False的坑(https://www.biaodianfu.com/python-true-false.html)

[4] Python 运算符(https://www.runoob.com/python/python-operators.html)

[5] 详解 逻辑运算符 (and / or / not) + 布尔逻辑 (bool)(https://blog.csdn.net/qq_39478403/article/details/105654170#2.2%20and%20%E2%80%94%E2%80%94%20bool%20%E2%80%9C%E4%B8%8E%E2%80%9D%20%E9%80%BB%E8%BE%91%E8%BF%90%E7%AE%97%E7%AC%A6)

[6] Python: yield用法的解析

[7] How do you reverse a string in Python(https://www.educative.io/edpresso/how-do-you-reverse-a-string-in-python)