如何在 Python 中使用 Lambda 函數

Python 中的 Lambda 函數是動態建立小型匿名函數的強大方法。這些函數通常用於簡短的操作，不需要完整函數定義的開銷。

傳統函數是使用 def 關鍵字定義的，而 Lambda 函數是使用 lambda 關鍵字定義的，並且直接整合到程式碼行中。特別是，它們經常用作內建函數的參數。它們使開發人員無需臨時函數定義即可編寫乾淨且可讀的程式碼。

在本文中，我們將介紹 Lambda 函數的用途及其語法。我們還將提供一些使用它們的範例和最佳實踐，並討論它們的優缺點。

先決條件

自 2.0 版本以來，Lambda 函數已成為 Python 的一部分，因此您需要：

• 最低 Python 版本：2.0.
• 推薦Python版本：3.10或更高版本。

在本教程中，我們將了解如何將 Lambda 函數與 Pandas 庫結合使用：一個快速、強大、靈活且易於使用的開源資料分析和操作庫。如果您尚未安裝，請執行以下命令：

pip install pandas

Python Lambda 函數的語法與基礎知識

首先，讓我們定義開發人員建立 Lambda 函數必須使用的語法。

Lambda 函數是使用 lambda 關鍵字定義的，後面跟著一個或多個參數和一個表達式：

lambda arguments: expression

假設我們要建立一個將兩個數字相加的 Lambda 函數：

add = lambda x, y: x + y

執行以下指令：

result = add(3, 5)
print(result)

這會導致：

8

我們建立了一個帶有兩個參數 x 和 y 的匿名函數。與傳統函數不同，Lambda 函數沒有名稱：這就是為什麼我們說它們是「匿名的」。

此外，我們不使用 return 語句，就像在常規 Python 函數中那樣。所以我們可以隨意使用 Lambda 函數：它可以被列印（就像我們在本例中所做的那樣）、儲存在變數中等等。

現在讓我們來看看 Lambda 函數的一些常見用例。

Lambda 函數的常見用例

Lambda 函數特別適用於我們需要臨時簡單函數的情況。特別是，它們通常用作高階函數的參數。

讓我們來看一些實際例子。

將 Lambda 函數與 map() 函數結合使用

map() 是一個內建函數，它將給定的函數應用於可迭代的每個項目，並傳回帶有結果的地圖物件。

例如，假設我們要計算列表中每個數字的平方根。我們可以使用 Lambda 函數，如下所示：

pip install pandas

這會導致：

lambda arguments: expression

我們現在有一個包含初始數字的平方根的清單。

正如我們所看到的，這極大地簡化了即時使用不需要稍後重用的函數的流程。

將 Lambda 函數與 filter() 函數結合使用

現在，假設我們有一個數字列表並想要過濾偶數。

我們可以使用 Lambda 函數，如下所示：

add = lambda x, y: x + y

這會導致：

result = add(3, 5)
print(result)

將 Lambda 函數與 Sorted() 函數結合使用

Python中的sorted()函數從任何可迭代的元素中傳回一個新的排序列表。使用 Lambda 函數，我們可以對這些清單套用特定的篩選條件。

例如，假設我們有一個二維點列表：(x,y)。我們想要建立一個以增量方式對 y 值進行排序的清單。

我們可以這樣做：

8

我們得到：

# Define the list of numbers
numbers = [1, 2, 3, 4]

# Calculate square values and print results
squared = list(map(lambda x: x ** 2, numbers))
print(squared)

在列表推導式中使用 Lambda 函數

鑑於其簡潔性，Lambda 函數可以嵌入到列表推導式中以進行即時計算。

假設我們有一個數字列表。我們想要：

• 迭代整個列表
• 計算並列印雙倍的初始值。

我們可以這樣做：

[1, 4, 9, 16]

我們得到：

# Create a list of numbers
numbers = [1, 2, 3, 4]

# Filter for even numbers and print results
even = list(filter(lambda x: x % 2 == 0, numbers))
print(even)

使用 Lambda 函數的優點

鑑於我們已經探討過的範例，讓我們來看看使用 Lambda 函數的一些優點：

• 邏輯簡單的簡潔性和可讀性：Lambda 函數允許簡潔的程式碼，減少對標準函數定義的需求。這提高了函數邏輯簡單的情況下的可讀性。
• 增強的函數式程式設計能力：Lambda 函數與函數式程式設計原則很好地結合在一起，支援在 Python 程式碼中進行函數式構造。特別是，它們促進了高階函數的使用以及函數作為第一類物件的應用。
• 何時以及為何偏好 Lambda 函數：在定義不需要在程式碼中其他地方重複使用的短的「一次性」函數時，Lambda 函數特別有利。因此它們非常適合內聯使用，例如高階函數的參數。

限制和缺點

讓我們簡單討論一下 Python 中 Lambda 函數的一些限制和缺點：

• 複雜表達式中的可讀性挑戰：雖然 Lambda 函數很簡潔，但在用於複雜表達式時可能會變得難以閱讀和理解。這可能會導致程式碼更難維護和調試。
• 錯誤處理和偵錯的限制：由於 Lambda 函數只能包含單一表達式，因此它們不能包含語句，例如用於錯誤處理的 try- except 區塊。這種限制使得它們不適合需要這些功能的複雜操作。
• 受限函數：由於 Lambda 函數只能包含單一表達式，因此它們的通用性不如標準函數。這種設計限制將它們的使用限制為簡單的操作和轉換。

使用 Lambda 函數的最佳實踐

現在我們已經考慮了一些優點和缺點，讓我們定義一些有效使用 Lambda 函數的最佳實踐：

• 保持簡單：為了保持可讀性和簡單性，Lambda 函數應保持簡短並僅限於簡單的操作。邏輯複雜的函數應該重構為標準函數。
• 避免過度使用：雖然 Lambda 函數在許多情況下都很方便，但過度使用它們可能會導致程式碼難以閱讀和維護。明智地使用它們，並在清晰度至關重要時選擇標準函數。
• 將 Lambda 函數與其他 Python 功能結合：如我們所見，Lambda 函數可以有效地與其他 Python 功能結合，例如列表推導式和高階函數。如果使用得當，這可以產生更具表現力和簡潔的程式碼。

Lambda 函數的高階技術

在某些情況下，更高級的 Lambda 函數技術可能會有所幫助。

讓我們來看一些例子。

嵌套 Lambda 函數

Lambda 函數可以嵌套以進行複雜的操作。

此技術在需要按順序進行多個小型轉換的場景中非常有用。

例如，假設您要建立一個函數來計算數字的平方根，然後加 1。以下是如何使用 Lambda 函數來執行此操作：

pip install pandas

你得到：

lambda arguments: expression

與 Python 庫整合以實現高級功能

許多 Python 函式庫利用 Lambda 函數來簡化複雜的資料處理任務。

例如，Lambda 函數可以與 Pandas 和 NumPy 一起使用，以簡化資料操作和轉換。

假設我們有一個包含兩列的資料框。我們想要建立另一列，作為其他兩列的總和。在這種情況下，我們可以使用 Lambda 函數，如下所示：

add = lambda x, y: x + y

我們得到：

pip install pandas

我們的 Python Lambda 函數之旅就到此為止！

總結

在本文中，我們了解如何在 Python 中使用 Lambda 函數，探討了它們的優缺點、一些最佳實踐，並涉及了一些高級用例。

編碼愉快！

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