что делает функция map в python
Функция map в Python
Для грамотного использования любой функции или метода, рекомендуется сначала рассмотреть их внутреннюю реализацию: понять, какие аргументы они получают и какое значение возвращают. Функция map принимает два аргумента: iterable и function (итерируемый объект и функция) и применяет функцию к каждому элементу объекта. Возвращаемое значение — объект map. Он является итератором, который можно конвертировать в список или множество с помощью встроенных функций.
В этом материале разберем в подробностях аргументы и возвращаемое значение функции map.
Первый аргумент: функция
Обычные функции
Есть список чисел, которые нужно удвоить. Первый вариант — перебрать список с помощью цикла for. Второй — использовать генерацию списка. Но очевидно, что можно задействовать и функцию map.
Можно сделать и что-нибудь посложнее, например, вернуть 0 на месте четных чисел, а нечетные вывести как есть.
Идея должна быть ясна — применение одной функции к каждому элементу итерируемого объекта.
Анонимные функции
Вместе с функцией map можно использовать и анонимные функции. Это довольно частый сценарий.
У анонимных функциях следующий синтаксис:
Эти функции нужны для краткосрочного использования. Они могут иметь любое количество аргументов, а возвращаемое значение определяется выражением. Их можно найти не только в Python, но и в других языках программирования.
Рассмотрим предыдущую проблему с помощью анонимной функции. Есть список элементов и необходимость их удвоить. В таком случае у лямбда-функции есть один аргумент ( x ), который возвращает значение, умноженное на 2 ( x*2 ).
Также функцию map можно использовать и с методами. Методы похожи на функции, но есть некоторые отличия. В частности, методы связаны с ассоциированными с ними объектами.
Встроенные функции
В стандартной библиотеке Python много доступных функций, которые можно использовать в map. Все они перечислены в документации Python.
Второй аргумент: итерируемый объект
Самый распространенный итерируемый объект — списки, но бывают и объекты других типов. Итерируемый объект — это объект с определенным количеством значений, которые можно перебрать, например, с помощью цикла for. Множества, кортежи, словари также являются итерируемыми объектами и их можно использовать в качестве аргументов для функции map. Вот некоторые примеры.
Итерируемый объект может быть и словарем.
Или списком кортежей. Можно создать новый список, который будет содержать только каждый третий элемент каждого кортежа. Или даже изменить каждый третий элемент.
Теперь перейдем к третьему аспекту — возвращаемому значению.
Возвращаемое значение: итератор
Функция map возвращает объект map, который является итератором. Его можно превратить в список, множество или кортеж с помощью встроенной функции.
Функция map() в Python
Если вы учитесь программировать, то функция map() в Python — это ваша возможность повысить свой уровень и упростить решение некоторых задач.
Представьте себе: вы хотите стать более эффективным разработчиком. Вы хотите, чтобы ваш код компилировался быстрее. Вы хотите произвести впечатление на коллег своими глубокими знаниями в области программирования. Если что-то из этого находит отклик у вас в душе, значит, вы попали в нужное место.
Функция map() в Python — это функция, которая позволяет вам преобразовывать весь итерируемый объект с помощью другой функции. Ключевой концепцией здесь являются преобразования, которые могут включать:
Если вы запустите этот пример, вы получите: [5, 6, 7, 8, 9, 10].
Что при использовании цикла for происходит под капотом?
Мы можем быть довольны результатом преобразования списка строк в список чисел, но давайте подумаем о том, что только что сделал наш код.
Мы сказали компьютеру пройтись по каждому члену («5», «6», «7» и т.д.), преобразовать член, а затем сохранить его в новом списке. Хотя использование цикла for для преобразования списка является функциональным, это не оптимальное решение.
Функция map() в Python
По сути, мы лишь создали переменную, хранящую список строк, которые мы хотим преобразовать в числа.
Давайте разберем, как работает приведенный выше код. Синтаксис функции map() в Python следующий:
map() — это просто имя функции, здесь ничего особенного.
Перейдем к последней строке кода. Опять же, будем работать изнутри:
list() принимает наши недавно преобразованные итерируемые элементы и сообщает компьютеру, что эти элементы являются частью списка. print() выводит наш новый список.
Что при использовании функции map() происходит под капотом?
Вместо перебора каждого члена списка строк функция map() преобразовала весь список строк в список чисел. Вы сэкономили память, и ваш код сработал быстрее. Поставленная задача выполнена наиболее оптимальным способом.
Заключение
Однако не стоит забывать что, функция map() в Python – это только начало. В этом языке есть еще множество различных трюков, которые помогут вам писать более элегантный код и эффективнее решать поставленные задачи.
Введение в Python
Поиск
Новое на сайте
Функциональное программирование в Python: lambda, zip, filter, map reduce
Функциональным называется такой подход к процессу программирования, в программа рассматривается как вычисление математических функций, при этом не используются состояния и изменяемые объекты. Как правило, когда говорят о элементах функционального программировании в Python, то подразумеваются следующие функции: lambda, map, filter, reduce, zip.
Lambda выражение в Python:
lambda оператор или lambda функция в Python это способ создать анонимную функцию, то есть функцию без имени. Такие функции можно назвать одноразовыми, они используются только при создании. Как правило, lambda функции используются в комбинации с функциями filter, map, reduce.
Синтаксис lambda выражения в Python
В качестве arguments передается список аргументов, разделенных запятой, после чего над переданными аргументами выполняется expression. Если присвоить lambda-функцию переменной, то получим поведение как в обычной функции (делаем мы это исключительно в целях демонстрации)
Но, конечно же, все преимущества lambda-выражений мы получаем, используя lambda в связке с другими функциями
Функция map() в Python:
Тот же эффект мы можем получить, применив функцию map:
Как видите такой способ занимает меньше строк, более читабелен и выполняется быстрее. map также работает и с функциями созданными пользователем:
А теперь то же самое, только используя lambda выражение:
Функция map может быть так же применена для нескольких списков, в таком случае функция-аргумент должна принимать количество аргументов, соответствующее количеству списков:
Если же количество элементов в списках совпадать не будет, то выполнение закончится на минимальном списке:
Функция filter() в Python:
Функция filter предлагает элегантный вариант фильтрации элементов последовательности. Принимает в качестве аргументов функцию и последовательность, которую необходимо отфильтровать:
Обратите внимание, что функция, передаваемая в filter должна возвращать значение True / False, чтобы элементы корректно отфильтровались.
Функция reduce() в Python:
Функция reduce принимает 2 аргумента: функцию и последовательность. reduce() последовательно применяет функцию-аргумент к элементам списка, возвращает единичное значение. Обратите внимание в Python 2.x функция reduce доступна как встроенная, в то время, как в Python 3 она была перемещена в модуль functools.
Вычисление суммы всех элементов списка при помощи reduce:
Вычисление наибольшего элемента в списке при помощи reduce:
Функция zip() в Python:
Функция zip объединяет в кортежи элементы из последовательностей переданных в качестве аргументов.
Обратите внимание, что zip прекращает выполнение, как только достигнут конец самого короткого списка.
map() в Python
Python map() — это встроенная функция, которая позволяет обрабатывать и преобразовывать все элементы в итерируемом объекте без использования явного цикла for, методом, широко известным как сопоставление (mapping). map() полезен, когда вам нужно применить функцию преобразования к каждому элементу в коллекции или в массиве и преобразовать их в новый массив.
map() — один из инструментов, поддерживающих стиль функционального программирования в Python.
Из этой статьи вы узнаете:
Обладая этими знаниями, вы сможете эффективно использовать map() в своих программах или, в качестве альтернативы, использовать списковое включение (list comprehensions) или выражения-генераторы (generator expressions), чтобы сделать ваш код более питоническим и читабельным.
Для лучшего понимания работы map() вам были бы полезны некоторые знания о том, как работать с итерациями (iterables), циклами, функциями (functions) и лямбда-функций (lambda functions).
Функциональный стиль в Python
В функциональном программировании вычисления выполняются путем объединения функций, которые принимают аргументы и возвращают конкретное значение (или значения). Эти функции не изменяют свои входные аргументы и не изменяют состояние программы. Они просто предоставляют результат данного вычисления. Такие функции обычно называются чистыми функциями (pure functions).
Теоретически программы, построенные с использованием функционального стиля, проще:
Функциональное программирование обычно использует списки, массивы и другие итерационные объекты для представления данных вместе с набором функций, которые работают с этими данными и преобразовывают их. Когда дело доходит до обработки данных в функциональном стиле, обычно используются как минимум три метода:
По словам Гвидо ван Россума, на Python в большей степени влияют императивные языки программирования, чем функциональные языки:
Я никогда не считал, что Python находится под сильным влиянием функциональных языков, независимо от того, что люди говорят или думают. Я был более знаком с императивными языками, такими как C и Algol 68, и хотя я сделал функции первоклассными объектами (first-class objects), я не рассматривал Python как язык функционального программирования. (Источник)
Однако еще в 1993 году сообщество Python требовало некоторых функций функционального программирования. Они просили:
В этом руководстве мы рассмотрим одну из этих функциональных возможностей — встроенную карту функций map(). Вы также узнаете, как использовать составные части списковых включений (comprehensions) и выражения генератора (generator expressions), чтобы получить ту же функциональность, что и map(), в питоническом и удобочитаемом виде.
Начало работы с map() в Python
Иногда вы можете столкнуться с ситуациями, когда вам нужно выполнить одну и ту же операцию со всеми элементами массива, чтобы создать новый массив. Самый быстрый и распространенный подход к этой проблеме — использовать цикл for в Python. Однако вы также можете решить эту проблему без явного использования циклов, используя map().
В следующих трех разделах вы узнаете, как работает map() и как вы можете использовать егр для обработки и преобразования итераций без циклов.
Что такое map()
map() перебирает элементы итерируемого массива (или коллекции) и возвращает новый массив (или итерируемый объект), который является результатом применения функции преобразования к каждому элементу исходного итерабельного массива.
Согласно документации, map() принимает функцию и итерацию (или несколько итераций) в качестве аргументов и возвращает итератор, который выдает преобразованные элементы по запросу. Сигнатура функции map определяется следующим образом:
map() применяет функцию к каждому элементу в итерируемом цикле и возвращает новый итератор, который по запросу возвращает преобразованные элементы. function может быть любая функция Python, которая принимает принимать аргументы, равное количеству итераций, которые вы передаете map().
Примечание. Первый аргумент map() — это объект функция, что означает, что вам нужно передать функцию, не вызывая ее. То есть без пары скобок.
Первый аргумент map() — функция преобразования. Другими словами, это функция, которая преобразует каждый исходный элемент в новый (преобразованный) элемент. Несмотря на то, что документация Python вызывает эту функцию аргумента, она может быть любой вызываемой Python. Сюда входят встроенные функции, классы, методы, лямбда-функции и пользовательские функции.
Операция, выполняемая map(), обычно известна как сопоставление, потому что она сопоставляет каждый элемент во входном итерируемом элементе с новым элементом в итоговом итерируемом. Для этого map() применяет функцию преобразования ко всем элементам во входной итерации.
Чтобы лучше понять map(), предположим, что вам нужно взять список числовых значений и преобразовать его в список, содержащий квадратное значение каждого числа в исходном списке. В этом случае вы можете использовать цикл for и написать что-то вроде этого:
Когда вы запускаете этот цикл для чисел, вы получаете список квадратных значений. Цикл for перебирает числа и применяет к каждому значению операцию возведения в квадрат. Наконец, он сохраняет полученные значения в squared.
Вы можете добиться того же результата без использования явного цикла for, используя map(). Взгляните на следующую реализацию приведенного выше примера:
square() — это функция преобразования, которая преобразует число в его квадратное значение. Вызов map() применяет square() ко всем значениям и возвращает итератор, который возвращает квадратные значения. Затем вызывается list() для map(), чтобы создать объект списка, содержащий квадратные значения.
Поскольку map() написан на C и сильно оптимизирован, его внутренний подразумеваемый цикл может быть более эффективным, чем обычный цикл for в Python. Это одно из преимуществ использования map().
Второе преимущество использования map() связано с потреблением памяти. С помощью цикла for вам нужно сохранить весь список в памяти вашей системы. С помощью map() вы получаете элементы по запросу, и только один элемент находится в памяти вашей системы в данный момент.
Примечание. В Python 2.x map() возвращает список. Это поведение изменилось в Python 3.x. Теперь map() возвращает объект map, который является итератором, выдающим элементы по запросу. Вот почему вам нужно вызвать list(), чтобы создать желаемый объект списка.
В качестве другого примера предположим, что вам нужно преобразовать все элементы в списке из строки в целое число. Для этого вы можете использовать map() вместе с int() следующим образом:
map() применяет int() к каждому значению в str_nums. Поскольку map() возвращает итератор (объект map), вам понадобится вызов list(), чтобы вы могли превратить его в объект списка. Обратите внимание, что исходная последовательность не изменяется в процессе
Использование map() с различными видами функций
Вы можете использовать любую функцию Python, вызываемую с помощью map(). Единственным условием будет то, что вызываемый объект принимает аргумент и возвращает конкретное и полезное значение. Например, вы можете использовать классы, экземпляры, реализующие специальный метод с именем __call__ , методы экземпляра, методы класса, статические методы и функции.
Есть несколько встроенных функций, которые вы можете использовать с map(). Рассмотрим следующие примеры:
Вы можете использовать любую встроенную функцию с map() при условии, что функция принимает аргумент и возвращает значение.
Когда дело доходит до использования map(), вы обычно видите использование лямбда-функции в качестве первого аргумента. лямбда-функции удобны, когда вам нужно передать функцию на основе выражений в map(). Например, вы можете повторно реализовать пример квадратных значений с помощью лямбда-функции следующим образом:
лямбда-функции весьма полезны, когда дело доходит до использования map(). Они могут играть роль первого аргумента map(). Вы можете использовать лямбда-функции вместе с map () для быстрой обработки и преобразования ваших итераций.
Обработка множественных итераций с помощью map()
Если вы предоставляете несколько итераций для map(), тогда функция преобразования должна принимать столько аргументов, сколько итераций, которые вы передаете. Каждая итерация map() будет передавать одно значение из каждой итерации в качестве аргумента функции. Итерация останавливается в конце самой короткой итерации.
Рассмотрим следующий пример, в котором используется pow():
pow() принимает два аргумента, x и y, и возвращает x в степени y. На первой итерации x будет 1, y будет 4, а результат будет 1. Во второй итерации x будет 2, y будет 5, а результат будет 32, и так далее. Последняя итерация равна длине самой короткой итерации, которой в данном случае является first_it.
Этот метод позволяет объединить две или более итерации числовых значений, используя различные виды математических операций. Вот несколько примеров, в которых лямбда-функции используются для выполнения различных математических операций с несколькими входными итерациями:
В первом примере используется операция вычитания, чтобы объединить две итерации по три элемента в каждой. Во втором примере складывается значения трех итераций.
Встроенные функции map, filter и reduce в Python
Python предоставляет множество встроенных (built-in) функций, которые предопределены и могут использоваться конечным пользователем, просто вызывая их. Эти функции не только облегчают работу программистов, но и создают стандартную среду программирования. В этой статье вы узнаете о трех таких впечатляющих функциях, как map(), filter() и reduce() в Python.
Что такое функции map(), filter() и reduce() в Python?
Как упоминалось ранее, map(), filter() и reduce() являются встроенными функциями Python. Эти функции обеспечивают функциональный программный аспект Python. В функциональном программировании передаваемые аргументы являются единственными факторами, которые определяют результат. Эти функции могут принимать любую другую функцию в качестве параметра и могут быть переданы другим функциям в качестве параметров.
Функция map():
Функция map() является типом высшего порядка. Как упоминалось ранее, эта функция принимает другую функцию в качестве параметра вместе с итерируемой последовательностью и возвращает выходные данные после применения функции на каждый итерируемый элемент из последовательности. Синтаксис выглядит следующим образом:
Здесь функция определяет выражение, которое в свою очередь применяется к итерируемым элементам. Функция map может принимать функции, которые определил сам пользователь, а также лямбда-функции в качестве параметра.
Совместное использование с функциями, определяемыми пользователем и Lambda-функциями:
Пользовательские функции совместно с map():
Функция map() может принимать пользовательские функции в качестве параметров. Параметры этих функций устанавливаются исключительно пользователем или программистом.
Вы также можете передать несколько списков в качестве параметров.
Теперь давайте посмотрим, как вы можете использовать lambda-функции внутри map().
Lambda-функции совместно с map():
Lambda-функции — это функции, которые являются анонимными и им не нужно указывать какое-то собственное имя, как это происходит с пользовательскими функциями. Эти функции часто передаются в качестве параметров другим функциям.
Теперь давайте попробуем применить lambda-функции совместно с функцией map(). Рассмотрим следующий пример:
Приведенный выше вывод является результатом применения lambda-выражения (x + 3) к каждому элементу, присутствующему в кортеже.
Функция filter():
Функция filter() используется для создания списка, состоящего из значений, для которых функция возвращает true. Синтаксис этого следующий:
Так же, как и map(), эта функция может использовать в качестве параметра пользовательские функции, а также lambda-функции.
Как видите, y — это объект типа функции filter, а выходной список — это список значений, которые являются истинными для условия (x>=3).
Использование lambda-функций совместно с filter():
Lambda-функция, которая используется в качестве параметра, фактически определяет условие, которое необходимо проверить.
Приведенный выше код выдает тот же результат, что и предыдущая функция.
Функция reduce():
Функция reduce(), как можно понять из названия, применяет переданную функцию к итерируемому объекту и возвращает одно значение.
Здесь функция определяет, какое выражение необходимо применить к итерируемому объекту. Эту функцию необходимо импортировать из модуля functools.
В приведенном выше примере функция reduce последовательно суммирует каждый элемент из списка и возвращает одно выходное значение.
Функции map(), filter() и reduce() в Python могут использоваться вместе друг с другом.
Совместное использование функций map(), filter() и reduce() functions:
Когда вы совместно друг с другом используете функции, то сначала исполняются внутренние функции, а затем внешние функции обрабатывают результат выполнения внутренних функций.
Если вы отфильтруете целые числа, большие или равные 3, из данного кортежа, вы получите [3,4] в результате. Затем, если вы примените функцию map к результату вывода предыдущей функции с использованием условия (x + x), то вы получите [6,8] список, который является выходным.
Использование map() внутри filter():
Когда вы используете функцию map() внутри функции filter(), итерации сначала обрабатываются функцией map, а затем к ним применяется условие filter().
Использование map() и filter() внутри reduce():
Вывод внутренних функций обрабатывается в соответствии с условием, заданным для функции reduce().
Результатом и выходными данными внутренних функций map() и reduce() является [6,8].
Итак, можно подводить итоги статьи по функциям map(), filter() и reduce() в Python. Я надеюсь, что вы все ясно поняли. Постарайтесь как можно больше практиковаться и применять полученные знания на практике.
Остались какие-то вопросы по теме? Пожалуйста, напишите их в разделе комментариев этой статьи, и мы дадим вам ответ как можно скорее.