4.什么是lambda函数?它有什么好处?

lambda表达式,通常是在需要一个函数,但是又不想费神去命名一个函数的场合下使用,也就是指匿名函数。
Python允许你定义一种单行的小函数。定义lambda函数的形式如下(lambda参数:表达式)lambda函数默认返回表达式的值。你也可以将其赋值给一个变量。lambda函数可以接受任意个参数,包括可选参数,但是表达式只有一个。
简单来说,编程中提到的 lambda 表达式,通常是在需要一个函数,但是又不想费神去命名一个函数的场合下使用,也就是指匿名函数。这一用法跟所谓 λ 演算的关系,有点像原子弹和质能方程的关系,差别其实还是挺大的。
不谈形式化的 λ 演算,只说有实际用途的匿名函数。先举一个普通的 Python 例子:将一个 list 里的每个元素都平方:

map( lambda x: x*x, [y for y in range(10)] )

这个写法要好过

def sq(x):
    return x * x
map(sq, [y for y in range(10)])

因为后者多定义了一个(污染环境的)函数,尤其如果这个函数只会使用一次的话。而且第一种写法实际上更易读,因为那个映射到列表上的函数具体是要做什么,非常一目了然。如果你仔细观察自己的代码,会发现这种场景其实很常见:你在某处就真的只需要一个能做一件事情的函数而已,连它叫什么名字都无关紧要。Lambda 表达式就可以用来做这件事。
进一步讲,匿名函数本质上就是一个函数,它所抽象出来的东西是一组运算。这是什么意思呢?类比

a = [1, 2, 3]
f = lambda x : x + 1

你会发现,等号右边的东西完全可以脱离等号左边的东西而存在,等号左边的名字只是右边之实体的标识符。如果你能习惯 [1, 2, 3] 单独存在,那么 lambda x : x + 1 也能单独存在其实也就不难理解了,它的意义就是给「某个数加一」这一运算本身。
现在回头来看 map() 函数,它可以将一个函数映射到一个可枚举类型上面。沿用上面给出的 a 和 f,可以写:

map(f, a)

也就是将函数 f 依次套用在 a 的每一个元素上面,获得结果 [2, 3, 4]。现在用 lambda 表达式来替换 f,就变成:

map( lambda x : x + 1, [1, 2, 3] )

会不会觉得现在很一目了然了?尤其是类比

a = [1, 2, 3]
r = []
for each in a:
    r.append(each+1)

这样的写法时,你会发现自己如果能将「遍历列表,给遇到的每个元素都做某种运算的过程从一个循环里抽象出来成为一个函数 map,然后用 lambda 表达式将这种运算作为参数传给 map 的话,考虑事情的思维层级会高出一些来,需要顾及的细节也少了一点。Python 之中,类似能用到 lambda 表达式的「高级」函数还有 reduce、filter 等等,很多语言也都有这样的工具(不过这些特性最好不要在 Python 中用太多,这种能够接受一个函数作为参数的函数叫做「高阶函数」(higher-order function),是来自函数式编程(functional programming)的思想。
和其他很多语言相比,Python 的 lambda 限制多多,最严重的当属它只能由一条表达式组成。这个限制主要是为了防止滥用,因为当人们发觉 lambda 很方便,就比较容易滥用,可是用多了会让程序看起来不那么清晰,毕竟每个人对于抽象层级的忍耐 / 理解程度都有所不同。

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