【Python】原来Python函数只是个对象¶

写Python越多，写函数越多，于是乎有人觉得Python是函数式语言，其实不然，Python只是从函数式语言中借鉴了一些好的想法而已。

函数是对象¶

Python中万物皆对象，函数也不例外，这意味着函数有以下特点：

在运行时创建
能赋值给变量或数据结构中的元素
能作为参数传给函数
能作为函数的返回结果

用代码把函数类型打出来看到本质：

>>> def hello():
...     print("dongfanger")
...
>>> type(hello)
<class 'function'>

hello函数是function类的实例。再看一个例子，把函数赋值：

>>> def hello():
...     print("dongfanger")
...
>>> a = hello
>>> a()
dongfanger

Python函数就是个普普通通的对象！

高阶函数¶

接受函数为参数或者把函数作为结果返回的函数，叫做高阶函数，比如map、filter、reduce，但是！作者并不建议使用这3个高阶函数，因为在Python3中有更好的替代品，而且更易于阅读。

列表推导替代map、filter¶

比如，1-10，计算对每个数字的平方：

## 使用map
result = map(lambda x: x ** 2, range(1, 11))

## 使用列表推导
result = [x ** 2 for x in range(1, 11)]

过滤奇数：

## 用filter
result = map(lambda x: x ** 2, filter(lambda x: x % 2, range(1, 11)))

## 使用列表推导
result = [x ** 2 for x in range(1, 11) if x % 2]

真香。

sum替代reduce¶

计算0~99之和：

## 使用reduce
>>> from functools import reduce
>>> from operator import add
>>> reduce(add, range(100))
4950

## 使用sum
>>> sum(range(100))
4950

sum叫做归约函数，内置归约函数还有all(iterable)，如果每个元素都是真值返回True。any(iterable)，只要有元素是真值，就返回True。

匿名函数¶

在Python中使用lambda表达式来创建匿名函数，示例：

fruits = ["strawberry", "fig", "apple", "cherry", "raspberry", "banana"]
sorted(fruits, key=lambda word: word[::-1])
['banana', 'apple', 'fig', 'raspberry', 'strawberry', 'cherry']

它只是个表达式，不能使用while和try等语句。除了作为参数传给高阶函数之外，Python很少使用匿名函数，它的可读性并不好，如果表达式不是特别简单，那么建议不要使用lambda表达式，比如：

import re

s = "192.0.0.1?!289.0.0.1!0.0.0.0!192.163.10.20?192.0.0.1"
ips = re.split(r"\?!|!|\?", s)

def last_one(i):
    return i.split('.')[-1]

ips.sort(key=last_one)
print(ips)

通过def定义有名字的函数，可读性更佳。

可调用对象¶

Python函数是对象，是可调用对象，可以使用内置的callable()函数来判断对象能否调用，比如：

>>> abs, str, 13
(<built-in function abs>, <class 'str'>, 13)
>>> [callable(obj) for obj in (abs, str, 13)]
[True, True, False]

Python共有7种可调用对象：

用户自定义函数

def语句或lambda表达式创建。

内置函数

C语言（CPython）实现的函数，如len或time.strftime。

内置方法

C语言（CPython）实现的方法，如dict.get。

方法

类的定义体中定义的函数。

类

类是可调用的，调用类时会调用类的__new__方法创建一个实例，然后调用__init__方法初始化实例，最后返回实例给调用方。

Python没有new运算符，调用类相当于调用函数。

类的实例

如果类定义了__call__方法，那么它的实例可以作为函数调用。比如：

class Test:
    def __init__(self):
        self.name = "dongfanger"

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        return self.name


test = Test()
print(test())  # dongfanger

不定义__call__方法，运行test()会报错TypeError: 'Test' object is not callable。

生成器函数

yield关键字定义的函数或方法。

生成器函数的返回值是生成器对象。

函数内省¶

函数对象有很多属性：

>>> def func():
...     pass
...
>>> dir(func)
['__annotations__', '__call__', '__class__', '__closure__', '__code__', '__defaults__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__',
'__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__get__', '__getattribute__', '__globals__', '__gt__', '__hash__', '__init__',
'__init_subclass__', '__kwdefaults__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__name__', '__ne__', '__new__', '__qualname__',
'__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__']

Django源码修改函数属性示例：

def upper_case_name(obj):
    return ("%s %s" % (obj.first_name, obj.last_name)).upper()
## 修改函数属性
upper_case_name.short_description = 'Customer name'

通过计算类实例和函数的差集，可以得出函数特有的属性：

>>> class C: pass
...
>>> obj = C()
>>> def func(): pass
...
>>> sorted(set(dir(func)) - set(dir(obj)))
['__annotations__', '__call__', '__closure__', '__code__',
'__defaults__', '__get__', '__globals__', '__kwdefaults__',
'__name__', '__qualname__']

其中的__defaults__、__code__、__annotations__属性，IDE和框架使用它们提取关于函数签名的信息。

小结¶

本文通过示例看到了函数是对象的事实，高阶函数map、filter和reduce在现在已经被列表推导、生成器表达式、和sum、all、any等内置的归约函数替代。labmda表达式创建的匿名函数只在参数中且逻辑简单时使用。函数是可调用对象，实现了__call__的类也是可调用的，可以使用callable()函数来判断。最后列出了函数属性，它们记录了函数各个方面的信息。

参考资料：

《流畅的Python》