5.2.3 map函数（课件）-《程序设计基础（Python）》同步教学（电子工业出版社）

任务5.2 特殊函数 打印斐波那契数列 同学们，这一节，我们来讲一下特殊函数，主要是递归函数，匿名函数，map函数以及filter函数 5.2 特殊函数——打印斐波那契数列 【任务描述】 递归是编程语言中较难学的知识点，但小T不畏困难，想要通过斐波那契数列学习递归。斐波那契数列（Fibonacci Sequence），又称黄金分割数列，由数学家列昂纳多·斐波那契（Leonardoda Fibonacci）以兔子繁殖为例引入，故又称“兔子数列”，指的是这样一个数列：0、1、1、2、3、5、8、13、21、34。 5.2 特殊函数——打印斐波那契数列 【任务分析】 在数学上，斐波那契数列以递归的方法定义：F(1)=1，F(2)=1，F(n)=F(n-1)+F(n-2)（n>=2，n∈N*），从定义可知，函数的每次调用都是对自己的调用。fib(n-1)+fib(n-2)就是调用了函数本身实现递归。递归的计算过程简述如下（假设n=3）： （1）n=3，fib(3)，判断为计算fib(3-1)+fib(3-2)。 （2）看fib(3-1)，即fib(2)，返回结果为1。 （3）看fib(3-2)，即fib(1)，返回结果也为1。 （4）计算第（1）步，结果为fib(n-1)+fib(n-2)=1+1=2，将结果返回。 5.2 特殊函数——打印斐波那契数列 递归函数 匿名函数 map()函数 filter()函数 reduce()函数 前面小节我们看到函数可以调用其他函数的函数实例。例如，函数A可以调用函数B，而函数 B 又可以调用函数 C。实际上，函数也可以调用它自己。调用自己的函数称为递归函数 5.2 特殊函数——打印斐波那契数列 5.2.1 递归函数 5.2.2 匿名函数 5.2.3 map()函数 5.2.4 filter()函数 5.2.5 reduce()函数 5.2.3 map函数 同学们，这一节，我们来讲一下特殊函数，主要是递归函数，匿名函数，map函数以及filter函数 2.2.3 map函数 map(function, iterable, ...) map()函数是Python的内置高阶函数，会根据提供的函数对指定序列做映射。其语法格式如下： （1）function：函数 （2）iterable：一个或多个序列 这个函数是将function应用于iterable中的每一个元素，并将结果以列表的形式返回。 map函数是Python内置的高阶函数，会根据提供的函数对指定序列做映射。所谓高阶函数就是把函数作为参数或者返回值的一类函数。 map函数形式如下：map(function, iterable, ...)，function是指一个函数，iterable是指一个或多个序列。map函数就是将function应用于iterable的每一个元素，结果以列表的形式返回。 2.2.3 map函数 func=lambda x:x+2 result=map(func,[1,2,3,4,5]) print(list(result)) [3, 4, 5, 6, 7] 【例5-18】map()函数的使用。 我们来看一个例子，这里定义了一个匿名函数,并用变量func指向匿名函数的内存地址，同时又定义了一个map函数，里面两个参数，一个是匿名函数，一个是列表，根据map函数的定义，将func匿名函数分别作用于列表中的元素，而匿名函数的功能是把参数+2后，作为返回值返回。所以结果为返回一个列表，里面的值 为3，4，5，6，7。 2.2.3 map函数 边学边练： 利用map()函数，把用户输入的不规范的英文名字变为首字母大写、其他字母小写的规范名字。 5.2.4 filter函数 同学们，这一节，我们来讲一下特殊函数，主要是递归函数，匿名函数，map函数以及filter函数 5.2.4 filter函数 filter(function, iterable) filter()函数用于过滤序列，过滤掉不符合条件的元素，返回由符合条件元素组成的新列表 （1）function：判断函数 （2）iterable：可迭代对象 filter函数的作用是接收一个函数func和一个list，函数func的作用是对每个元素进行判断，通过返回True或False来过滤掉不符合条件的元素，符合条件的元素组成新list。 filter()函数用于过滤序列，过滤掉不符合条件的元素，返回由符合条件元素组成的新列表。filter函数格式如下：filter(function, iterable) 这里的function是判断函数，iterable是可迭代对象。filter函数的作用是接收一个函数func和一个list，函数func的作用是对每个元素进行判断，通过返回True或False来过滤掉不符合条件的元素，符合条件的元素组成新list。 5.2.4 filter函数 func=lambda x:x%2 result=filter(func,[1,2,3,4,5]) print(list(result)) [1,3,5] 2 3 4 5 1 1 3 5 return x%2 seq function newList True filter 【例5-19】filter()函数的使用。 相比map()的全部保留，filter()只会留下符合要求的部分。filter()函数接收两个参数，第一个为函数，第二个为序列。序列的每个元素作为参数传递给函数进行判断，然后返回True或False，最后将返回True的元素存放到新列表中，如下图5-6所示。 我们来看一个实例，在这里首先定义一个匿名函数，匿名函数的作用是对传入的参数对2求余。同时又定义一个filter函数，其中的过滤函数为func,可迭代对象为列表,里面的元素为1,2,3,4,5。 filter函数用匿名函数分别作用于列表，匿名函数的作用是对2求余，所以奇数的值为1，偶数为0，转为布尔值为true，False，所以最终奇数被保留下来。 好了同学们，特殊函数这一节我们就讲到这里。 5.2.5 reduce()函数 同学们，这一节，我们来讲一下特殊函数，主要是递归函数，匿名函数，map函数以及filter函数 5.2.5 reduce() reduce(function, iterable[, initializer]) reduce()函数将一个数据集合（链表、元组等）中的所有数据进行下列操作：先用reduce()中的函数function（有两个参数）对集合中的第1、2个元素进行操作，然后将得到的结果与第三个数据用function函数运算，最后得到一个结果。reduce()函数的语法格式如下： （1）function：函数，有两个参数。 （2）iterable：可迭代对象。 （3）initializer：可选，初始参数 filter()函数用于过滤序列，过滤掉不符合条件的元素，返回由符合条件元素组成的新列表。filter函数格式如下：filter(function, iterable) 这里的function是判断函数，iterable是可迭代对象。filter函数的作用是接收一个函数func和一个list，函数func的作用是对每个元素进行判断，通过返回True或False来过滤掉不符合条件的元素，符合条件的元素组成新list。 5.2.4 filter函数 15 15 【例5-20】reduce()函数的使用。 from functools import reducedef add(x, y) : # 两数相加 return x + ysum1 = reduce(add, [1,2,3,4,5]) # 计算列表和：1+2+3+4+5sum2 = reduce(lambda x, y: x+y, [1,2,3,4,5]) # 使用 lambda 语句创建匿名函数print(sum1)print(sum2) 我们来看一个实例，在这里首先定义一个匿名函数，匿名函数的作用是对传入的参数对2求余。同时又定义一个filter函数，其中的过滤函数为func,可迭代对象为列表,里面的元素为1,2,3,4,5。 filter函数用匿名函数分别作用于列表，匿名函数的作用是对2求余，所以奇数的值为1，偶数为0，转为布尔值为true，False，所以最终奇数被保留下来。 好了同学们，特殊函数这一节我们就讲到这里。 5.2.6 任务实现——打印斐波那契数列 大家好，这一节我们讲解如何用python的递归函数来实现斐波那契数列的打印 16 5.2.6 任务实现——打印斐波那契数列 【任务描述】 斐波那契数列（Fibonacci Sequence），又称黄金分割数列，由数学家列昂纳多·斐波那契（Leonardoda Fibonacci）以兔子繁殖为例引入，故又称“兔子数列”，指的是这样一个数列：0、1、1、2、3、5、8、13、21、34。请用递归函数实现以上数列的打印。 5.2.6 任务实现——打印斐波那契数列 【任务分析】 为了明确递归的过程，下面简述一下计算过程（假设n=3） （1）n=3，fib(3)，转化为计算fib(3-1)+fib(3-2)。 （2）先看fib(3-1)，即fib(2)，返回结果为1。 （3）再看fib(3-2)，即fib(1)，返回结果也为1。 （4）最后计算第（1）步，结果为fib(n-1)+fib(n-2)=1+1=2，将结果返回。 5.2.6 任务实现——打印斐波那契数列 def fib_recur(n): assert n >= 0 if n in (0, 1): return n return fib_recur(n - 1) + fib_recur(n - 2) for i in range(20): print(fib_recur(i), end=" ") 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 1597 2584 4181 【例5-20】reduce()函数的使用。 下面我们来看python实现该任务的具体代码，首先定义一个递归函数fib_recur(n),函数体里面assert是一个断言，直接用于判断一个表达式，在表达式条件为 false 的时候触发异常。 断言可以在条件不满足程序运行的情况下直接返回错误，而不必等待程序运行后出现崩溃的情况。这个递归函数体内设置断言，是要满足n>=0的条件，如果不满足，直接触发异常，if n in(0,1) return n,该语句判断n的值，当n的值为0,函数的返回值为0，当n的值为1的时候，返回值为1。当大于等于2的时候，则返回fib_recur(n - 1) + fib_recur(n - 2)，即调用函数本身，也即开始递归，层层下去，n-1,n-2,n-3直到n的值为1。然后再层层上去，得到fib_recur(n)的值。这里的for I in range(20): print(fib_recur(i), end=“ ”)语句是一个循环语句，依次遍历0，1，2，3，4…到19，并计算相应的值，进行输出。最后的输出结果为斐波那契数列的前20项 19 $$