英文原文：Charming Python: Functional programming in Python, Part 1，翻译：开源中国
摘要：虽然人们总把Python当作过程化的，面向对象的语言，但是他实际上包含了函数化编程中，你需要的任何东西。这篇文章主要讨论函数化编程的一般概念，并说明用Python来函数化编程的技术。
我们最好从艰难的问题开始出发：“到底什么是函数化编程呢？”其中一个答案可能是这样的，函数化编程就是你在使用Lisp这样的语言时所做的（还有Scheme，Haskell，ML，OCAML，Mercury，Erlang和其他一些语言）。这是一个保险的回答，但是它解释得并不清晰。不幸的是对于什么是函数化编程，很难能有一个协调一致的定义，即使是从函数化变成本身出发，也很难说明。这点倒很像盲人摸象。不过，把它拿来和命令式编程（imperative programming）做比较也不错（命令式编程就像你在用C，Pascal，C++，Java，Perl，Awk，TCL和很多其他类似语言时所做的，至少大部分一样 ）。
让我们回想一下功能模块的绑定类。使用该类的特性，我们可以确认在一个给定的范围块内，一个特定的名字仅仅代表了一个唯一的事物。
我个人粗略总结了一下，认为函数式编程至少应该具有下列几点中的多个特点。在谓之为函数式的语言中，要做到这些就比较容易，但要做到其它一些事情不是很难就是完全不可能：
- 函数具有首要地位 (对象)。也就是说，能对“数据”做什么事，就要能对函数本身做到那些事（比如将函数作为参数传递给另外一个函数）。
- 将递归作为主要的控制结构。在有些函数式语言中，都不存在其它的“循环”结构。
- 列表处理作为一个重点（例如，Lisp语言的名字）。列表往往是通过对子列表进行递归取代了循环。
- “纯”函数式语言会完全避免副作用。这么做就完全弃绝了命令式语言中几乎无处不在的这种做法：将第一个值赋给一个变量之后为了跟踪程序的运行状态，接着又将另外一个值赋给同一个变量。
- 函数式编程不是不鼓励就是完全禁止使用语句，而是通过对表达式(换句话说，就是函数加上参数）求值（evaluation of expressions）完成任务. 在最纯粹的情形下，一个程序就是一个表达式（再加上辅助性的定义）
- 函数式编程中最关心的是要对什么进行计算，而不是要怎么来进行计算。
- 在很多函数式编程语言中都会用到“高阶”（higher order）函数 (换句话说，高阶函数就是对对函数进行运算的函数进行运算的函数）。
函数式编程的倡导者们认为，所有这些特性都有助于更快地编写出更多更简洁并且更不容易出Bug的代码。而且，计算机科学、逻辑学和数学这三个领域中的高级理论家发现，函数式编程语言和程序的形式化特性在证明起来比命令式编程语言和程序要简单很多。
Python内在的函数式功能
自Python 1.0起，Python就已具有了以上所列中的绝大多数特点。但是就象Python所具有的大多数特性一样，这些特点出现在了一种混合了各种特性的语言 中。 和Python的OOP（面向对象编程） 特性非常象，你想用多少就用多少，剩下的都可以不管（直到你随后需要用到它们为止）。在Python 2.0中，加入了列表解析（list comprehensions）这个非常好用的”语法糖“。 尽管列表解析没有添加什么新功能，但它让很多旧功能看起来好了不少。
Python中函数式编程的基本要素包括functionsmap()、reduce()、filter()和lambda算子（operator）。 在Python 1.x中，apply()函数也可以非常方便地拿来将一个函数的列表返回值直接用于另外一个函数。Python 2.0为此提供了一个改进后的语法。可能有点让人惊奇，使用如此之少的函数（以及基本的算子）几乎就足以写出任何Python程序了；更加特别的是，几乎 用不着什么执行流程控制语句。
所有(if,elif,else,assert,try,except,finally,for,break,continue,while,def)这 些都都能通过仅仅使用函数式编程中的函数和算子就能以函数式编程的风格处理好。尽管真正地在程序中完全排除使用所有流程控制命令可能只在想参 加”Python混乱编程“大赛（可将Python代码写得跟Lisp代码非常象）时才有意义，但这对理解函数式编程如何通过函数和递归表达流程控制很有 价值。
剔除流程控制语句
剔除练习首先要考虑的第一件事是，实际上，Python会对布尔表达式求值进行“短路”处理。这就为我们提供了一个if/elif/else分支语句的表达式版（假设每个分支只调用一个函数，不是这种情况时也很容易组织成重新安排成这种情况）。 这里给出怎么做：
对Python中的条件调用进行短路处理
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# Normal statement-based flow control if <cond1>: func1() elif <cond2>: func2() else: func3() # Equivalent "short circuit" expression (<cond1> and func1()) or (<cond2> and func2()) or (func3()) # Example "short circuit" expression >>> x = 3 >>> def pr(s): return s >>> (x==1 and pr('one')) or (x==2 and pr('two')) or (pr('other')) 'other' >>> x = 2 >>> (x==1 and pr('one')) or (x==2 and pr('two')) or (pr('other')) 'two' |
我们的表达式版本的条件调用看上去可能不算什么，更象是个小把戏；然而，如果我们注意到lambda算子必须返回一个表达式，这就更值得关注了。既然如我 们所示，表达式能够通过短路包含一个条件判断，那么，lambda表达式就是个完全通用的表达条件判断返回值的手段了。我们来一个例子：
Python中短路的Lambda
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>>> pr = lambda s:s >>> namenum = lambda x: (x==1 and pr("one")) \ .... or (x==2 and pr("two")) \ .... or (pr("other")) >>> namenum(1) 'one' >>> namenum(2) 'two' >>> namenum(3) 'other' |
将函数作为具有首要地位的对象
前面的例子已经表明了Python中函数具有首要地位，但有点委婉。当我们用lambda操作创建一个函数对象时， 我们所得到的东西是完全通用的。就其本质而言，我们可以将我们的对象同名字”pr”和”namenum”绑定到一起, 以完全相同的方式，我们也也完全可以将数字23或者字符串”spam” 同这些名字绑定到一起。但是，就象我们可以无需将其绑定到任何名字之上就能直接使用数字23（也就是说，它可以用作函数的参数）一样，我们也可以直接使用 我们使用lambda创建的函数对象，而无需将其绑定到任何名字之上。在Python中，函数就是另外一种我们能够就像某种处理的值。
我们对具有首要地位的对象做的比较多的事情就是，将它们作为参数传递给函数式编程固有的函数map()、reduce()和filter()。这三个函数接受的第一个参数都是一个函数对象。
- map()针对指定给它的一个或多个列表中每一项对应的内容，执行一次作为参数传递给它的那个函数 ，最后返回一个结果列表。
- reduce()针对每个后继项以及最后结果的累积结果，执行一次作为参数传递给它的那个函数；例如，reduce(lambda n,m:n*m, range(1,10))是求”10的阶乘”的意思（换言之，将每一项和前面所得的乘积进行相乘）
- filter()使用那个作为参数传递给它的函数，对一个列表中的所有项进行”求值“，返回一个由所有能够通过那个函数测试的项组成的经过遴选后的列表。
我们经常也会把函数对象传递给我们自己定义的函数，不过一般情况下这些自定义的函数就是前文提及的内建函数的某种形式的组合。
通过组合使用这三种函数式编程内建的函数， 能够实现范围惊人的“执行流程”操作(全都不用语句，仅仅使用表达式实现)。
Python中的函数式循环
替换循环语言和条件状态语言块同样简单。for可以直接翻译成map()函数。正如我们的条件执行，我们会需要简化语句块成简单的函数调用（我们正在接近通常能做的）：
替换循环
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1 2 |
for e in lst: func(e) # statement-based loop map(func,lst) # map()-based loop |
通过这种方法，对有序程序流将有一个相似的函数式方式。那就是，命令式编程几乎是由大量“做这，然后做那，之后做其它的”语句组成。map()让我们只要做这样：
Map-based 动作序列
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# let's create an execution utility function do_it = lambda f: f() # let f1, f2, f3 (etc) be functions that perform actions map(do_it, [f1,f2,f3]) # map()-based action sequence |
通常，我们的整个主要的程序都可以使用一个map表达式加上一些函数列表的执行来完成这个程序。最高级别的函数的另一个方便的特性是你可以把它们放在一个列表里。
翻译while会稍稍复杂一些，但仍然可以直接地完成：
Python中的函数式”while”循环
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1 2 3 ss="crayon-nums " data-settings="show">
1 2 3 并说明用Python来函数化编程的技术。
我们最好从艰难的问题开始出发：“到底什么是函数化编程呢？”其中一个答案可能是这样的，函数化编程就是你在使用Lisp这样的语言时所做的（还有Scheme，Haskell，ML，OCAML，Mercury，Erlang和其他一些语言）。这是一个保险的回答，但是它解释得并不清晰。不幸的是对于什么是函数化编程，很难能有一个协调一致的定义，即使是从函数化变成本身出发，也很难说明。这点倒很像盲人摸象。不过，把它拿来和命令式编程（imperative programming）做比较也不错（命令式编程就像你在用C，Pascal，C++，Java，Perl，Awk，TCL和很多其他类似语言时所做的，至少大部分一样 ）。 让我们回想一下功能模块的绑定类。使用该类的特性，我们可以确认在一个给定的范围块内，一个特定的名字仅仅代表了一个唯一的事物。 我个人粗略总结了一下，认为函数式编程至少应该具有下列几点中的多个特点。在谓之为函数式的语言中，要做到这些就比较容易，但要做到其它一些事情不是很难就是完全不可能：
函数式编程的倡导者们认为，所有这些特性都有助于更快地编写出更多更简洁并且更不容易出Bug的代码。而且，计算机科学、逻辑学和数学这三个领域中的高级理论家发现，函数式编程语言和程序的形式化特性在证明起来比命令式编程语言和程序要简单很多。 Python内在的函数式功能自Python 1.0起，Python就已具有了以上所列中的绝大多数特点。但是就象Python所具有的大多数特性一样，这些特点出现在了一种混合了各种特性的语言 中。 和Python的OOP（面向对象编程） 特性非常象，你想用多少就用多少，剩下的都可以不管（直到你随后需要用到它们为止）。在Python 2.0中，加入了列表解析（list comprehensions）这个非常好用的”语法糖“。 尽管列表解析没有添加什么新功能，但它让很多旧功能看起来好了不少。 Python中函数式编程的基本要素包括functionsmap()、reduce()、filter()和lambda算子（operator）。 在Python 1.x中，apply()函数也可以非常方便地拿来将一个函数的列表返回值直接用于另外一个函数。Python 2.0为此提供了一个改进后的语法。可能有点让人惊奇，使用如此之少的函数（以及基本的算子）几乎就足以写出任何Python程序了；更加特别的是，几乎 用不着什么执行流程控制语句。 所有(if,elif,else,assert,try,except,finally,for,break,continue,while,def)这 些都都能通过仅仅使用函数式编程中的函数和算子就能以函数式编程的风格处理好。尽管真正地在程序中完全排除使用所有流程控制命令可能只在想参 加”Python混乱编程“大赛（可将Python代码写得跟Lisp代码非常象）时才有意义，但这对理解函数式编程如何通过函数和递归表达流程控制很有 价值。 剔除流程控制语句剔除练习首先要考虑的第一件事是，实际上，Python会对布尔表达式求值进行“短路”处理。这就为我们提供了一个if/elif/else分支语句的表达式版（假设每个分支只调用一个函数，不是这种情况时也很容易组织成重新安排成这种情况）。 这里给出怎么做： 对Python中的条件调用进行短路处理
我们的表达式版本的条件调用看上去可能不算什么，更象是个小把戏；然而，如果我们注意到lambda算子必须返回一个表达式，这就更值得关注了。既然如我 们所示，表达式能够通过短路包含一个条件判断，那么，lambda表达式就是个完全通用的表达条件判断返回值的手段了。我们来一个例子： Python中短路的Lambda
将函数作为具有首要地位的对象 前面的例子已经表明了Python中函数具有首要地位，但有点委婉。当我们用lambda操作创建一个函数对象时， 我们所得到的东西是完全通用的。就其本质而言，我们可以将我们的对象同名字”pr”和”namenum”绑定到一起, 以完全相同的方式，我们也也完全可以将数字23或者字符串”spam” 同这些名字绑定到一起。但是，就象我们可以无需将其绑定到任何名字之上就能直接使用数字23（也就是说，它可以用作函数的参数）一样，我们也可以直接使用 我们使用lambda创建的函数对象，而无需将其绑定到任何名字之上。在Python中，函数就是另外一种我们能够就像某种处理的值。 我们对具有首要地位的对象做的比较多的事情就是，将它们作为参数传递给函数式编程固有的函数map()、reduce()和filter()。这三个函数接受的第一个参数都是一个函数对象。
我们经常也会把函数对象传递给我们自己定义的函数，不过一般情况下这些自定义的函数就是前文提及的内建函数的某种形式的组合。 通过组合使用这三种函数式编程内建的函数， 能够实现范围惊人的“执行流程”操作(全都不用语句，仅仅使用表达式实现)。 Python中的函数式循环替换循环语言和条件状态语言块同样简单。for可以直接翻译成map()函数。正如我们的条件执行，我们会需要简化语句块成简单的函数调用（我们正在接近通常能做的）： 替换循环
通过这种方法，对有序程序流将有一个相似的函数式方式。那就是，命令式编程几乎是由大量“做这，然后做那，之后做其它的”语句组成。map()让我们只要做这样： Map-based 动作序列
通常，我们的整个主要的程序都可以使用一个map表达式加上一些函数列表的执行来完成这个程序。最高级别的函数的另一个方便的特性是你可以把它们放在一个列表里。 翻译while会稍稍复杂一些，但仍然可以直接地完成： Python中的函数式”while”循环 |
