Python reduce() 函数

Python reduce() 语法

reduce() 是 Python functools 模块的一个函数，它用于对一个可迭代对象进行遍历，然后会对每一个元素进行 “累加操作”，最终会返回一个值。

注意: reduce() 在 Python 2.x 中是一个内置对象，不过在 Python 3 中已经被移到 functools 这个内置模块中去了。所以如果想要使用 reduce() 函数，需要先导入 functools 模块。

语法：

from functools import reduce

reduce(function, iterable, initializer)

说明：

reduce() 函数接收以下 3 个参数。

function（必选）：接收 2 个参数的函数，第 1 个参数为累积值，第 2 个参数为当前元素。
iterable（必选）：它是一个可迭代对象。Python 内置的可迭代对象有列表、元组、字符串、字典、集合等。
initializer（可选）：初始累积值。如果提供 initializer 参数，则它会作为第一个 prev 值。

参数 function 是一个函数，它需要有两个参数： prev 和 cur。其中 prev 表示 “初始值” 或 “上一次函数的返回值”，而 cur 表示当前元素，如下所示。

def fn(prev, cur):
    ……

reduce() 函数返回的是一个 “累积下来” 的值，而不是一个可迭代对象。

提示:

reduce() 是一个高阶函数。Python 内置的高阶函数只有 2 个：filter()、map()。而 reduce() 属于 functools 模块。
在许多情况下，我们可以使用更简洁的内置函数（如 sum()、min()、max()）或 for 循环来代替 reduce()，这些方式的代码可读性会更高。

Python reduce() 摘要

使用频率	中
时间复杂度	O(n)
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Python reduce() 示例

接下来，我们通过几个简单的例子来讲解一下 Python reduce() 函数是如何使用的。

示例 1：reduce() 求和

运行代码

from functools import reduce

# 定义函数
def fn(prev, cur):
    return prev + cur

# 定义可迭代对象
items = [3, 9, 1, 14, 50, 21]
result = reduce(fn, items)
print(result)

运行结果如下。

分析：

上面示例实现的是将 items 这个列表的所有元素进行求和。对于这个例子来说，如果使用 for-in 循环来实现，其代码如下。

items = [3, 9, 1, 14, 50, 21]
result = 0

for item in items:
    result += item

print(result)

最后需要清楚的是，reduce() 与 filter()、map() 这两个函数不一样。在性能方面，reduce() 相比 for 循环来说是没有优势的。甚至在实际测试中，reduce() 比 for 循环更慢。因此，如果对性能要求苛刻，建议使用 for 循环，如果希望代码更优雅而不在意耗时，可以用 reduce() 函数。

示例 2：reduce() 求最大值

运行代码

from functools import reduce

# 定义函数
def fn(prev, cur):
    return prev if prev > cur else cur

# 定义可迭代对象
items = [3, 9, 1, 14, 50, 21]

# 调用 reduce()
result = reduce(fn, items)
print(result)

运行结果如下。

分析：

对于上面示例来说，下面两种方式是等价的。其中，方式 1 使用了条件表达式。

# 方式 1
def fn(prev, cur):
    return prev if prev > cur else cur

# 方式 2
def fn(prev, cur):
    if prev > cur:
        return prev
    else:
        return cur

reduce() 和 accumulate()

reduce() 和 accumulate() 都可以用于计算序列元素的总和，但是两者存在以下几个方面的区别。

reduce() 是 functools 模块的函数，而 accumulate() 是 itertools 模块的函数。
reduce() 只会返回一个值，也就是最终结果（即总和值）。accumulate() 返回一个可迭代对象，该对象包含所有中间累积结果。
reduce(function, iterable) 的第 1 个参数是函数，第 2 个参数是可迭代对象；而 accumulate(iterable, function) 的第 1 个参数是可迭代对象，第 2 个参数是函数。

reduce() vs accumulate()
	reduce()	accumulate()
所属模块	functools	itertools
返回值	单一最终结果	中间结果迭代器
是否支持初始值	是	否
内存效率	O(1)	O(n)
默认操作	无（必须提供函数）	加法

示例 3：reduce() 函数

运行代码

from functools import reduce

def fn(prev, cur):
    return prev + cur

nums = [3, 9, 1, 14, 50, 21]
result = reduce(fn, nums)
print(result)

运行结果如下。

示例 4：accumulate() 函数

运行代码

from itertools import accumulate

def fn(prev, cur):
    return prev + cur

nums = [3, 9, 1, 14, 50, 21]
result = accumulate(nums, fn)
print(result)
print(list(result))

运行结果如下。

<itertools.accumulate object at 0x0000021639FA3C90>
[3, 12, 13, 27, 77, 98]

分析：

accumulate() 函数返回一个可迭代对象，我们可以使用 list() 函数将其转化为列表，这样就可以直观看到结果了。