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python-filter()函数

python-filter()函数

作者: 叩丁狼教育 | 来源:发表于2018-12-06 09:56 被阅读14次

    本文作者:黎智煊,叩丁狼高级讲师。原创文章,转载请注明出处。

    filter()函数

    Python内建的filter()函数用于过滤序列。

    map()类似,filter()也接收一个函数和一个序列。和map()不同的是,filter()把传入的函数依次作用于每个元素,然后根据返回值是True还是False决定保留还是丢弃该元素。

    例如,在一个list中,删掉偶数,只保留奇数,可以这么写:

    def is_odd(n):
        return n % 2 == 1
    
    list(filter(is_odd, [1, 2, 4, 5, 6, 9, 10, 15]))
    # 结果: [1, 5, 9, 15]
    
    

    把一个序列中的空字符串删掉,可以这么写:

    def not_empty(s):
        return s and s.strip()
    
    list(filter(not_empty, ['A', '', 'B', None, 'C', '  ']))
    # 结果: ['A', 'B', 'C']
    
    

    可见用filter()这个高阶函数,关键在于正确实现一个“筛选”函数。

    注意到filter()函数返回的是一个Iterator,也就是一个惰性序列,所以要强迫filter()完成计算结果,需要用list()函数获得所有结果并返回list。

    用filter求素数

    计算素数的一个方法是埃氏筛法,它的算法理解起来非常简单:

    首先,列出从2开始的所有自然数,构造一个序列:

    2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, ...
    

    取序列的第一个数2,它一定是素数,然后用2把序列的2的倍数筛掉:

    3, ~~4~~, 5, ~~6~~, 7, ~~8~~, 9, ~~10~~, 11, ~~12~~, 13, ~~14~~, 15, ~~16~~, 17, ~~18~~, 19, ~~20~~, ...
    

    取新序列的第一个数3,它一定是素数,然后用3把序列的3的倍数筛掉:

    5, ~~6~~, 7, ~~8~~, ~~9~~, ~~10~~, 11, ~~12~~, 13, ~~14~~, ~~15~~, ~~16~~, 17, ~~18~~, 19, ~~20~~, ...
    

    取新序列的第一个数5,然后用5把序列的5的倍数筛掉:

    7, ~~8~~, ~~9~~, ~~10~~, 11, ~~12~~, 13, ~~14~~, ~~15~~, ~~16~~, 17, ~~18~~, 19, ~~20~~, ...
    

    不断筛下去,就可以得到所有的素数。

    用Python来实现这个算法,可以先构造一个从3开始的奇数序列:

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

    注意这是一个生成器,并且是一个无限序列。

    然后定义一个筛选函数:

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

    最后,定义一个生成器,不断返回下一个素数:

    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
    

    这个生成器先返回第一个素数2,然后,利用filter()不断产生筛选后的新的序列。

    由于primes()也是一个无限序列,所以调用时需要设置一个退出循环的条件:

    # 打印1000以内的素数:
    for n in primes():
        if n < 1000:
            print(n)
        else:
            break
    
    

    注意到Iterator是惰性计算的序列,所以我们可以用Python表示“全体自然数”,“全体素数”这样的序列,而代码非常简洁。

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