[Python] Lambda 활용 - map, filter, reduce 함수

람다(Lambda)의 활용

lambda 키워드를 이용해서 이름 없는 함수를 만들 수 있다.

lambda 매개변수 : 표현식

• 함수를 매개변수로 받는 함수(map, filter, reduce)와 함께 사용하여 코드를 간결하게 한다.
• 간단한 함수의 경우에 코드를 간결하게 하기 위해 사용한다.

>>> (lambda x, y: x + y)(10, 20)
30

map 함수

map(function, iterable)

매개변수 function

• map의 매개변수 함수자리에는 매개변수가 1개인 함수만 이용가능하다.
• 매개변수가 1개가 아닌 함수를 사용할 경우 TypeError가 발생한다. * 예외처리 가능
• 정의한 함수를 가리키는 변수를 인자로 넘기거나, lambda를 이용해 작성한다.

매개변수 iterble

• 반복가능한 object로 list, tuple, string 등을 주로 사용한다.

동작

• 매개변수로 받은 iterable의 각 원소마다 함수를 적용시킨 후 새로운 리스트로 만든다.
• 새로운 object를 만들기 때문에 기존의 매개변수에는 변화가 없다.
• 함수를 적용시킨 새로운 object를 반환한다.

# map 함수
>>> def squares(x):
...     return x ** 2
...
>>> map(squares, range(5))
[0, 1, 4, 9, 16]

# map 함수에서의 lambda 응용
>>> map(lambda x: x ** 2, range(5))
[0, 1, 4, 9, 16]
>>> squared = map(lambda x: x** 2, range(5)) # 연산 결과를 저장하기 위해 squares에 대입해줘야한다.
>>> map(lambda x:x+'@', "abcde") # string에 대해 map 연산을 수행한 경우
['a@', 'b@', 'c@', 'd@', 'e@']

filter 함수

filter(function, iterable)

매개변수 function

• filter의 매개변수 함수자리에는 매개변수가 1개인 함수만 이용가능하다.
• 매개변수가 1개가 아닌 함수를 사용할 경우, TypeError가 발생한다. * 예외처리 가능
• 정의한 함수를 가리키는 변수를 인자로 넘기거나, lambda를 이용해 작성한다.

매개변수 iterble

• 반복가능한 object로 list, tuple, string 등을 주로 사용한다.

동작

• 매개변수로 받은 iterable의 각 원소마다 함수를 적용시킨 후 결과가 참인 원소들을 필터링한다.
• 기존의 iterble은 변화가 없고, 함수를 적용시킨 새로운 object를 반환한다.

# filter 함수에서의 lambda 응용
>>> filter(lambda x: x%2 == 0, squared)
[0, 4, 16]
>>> filter(lambda x:x>'d', "bcdef")
'ef'

reduce 함수

reduce(function, iterable, initializer=None)

매개변수 function

• reduce의 매개변수 함수자리에는 매개변수가 2개인 함수만 이용가능하다.
• 매개변수가 2개가 아닌 함수를 사용할 경우, TypeError가 발생한다. (예외처리 가능)
• 정의한 함수를 가리키는 변수를 인자로 넘기거나, lambda를 이용해 작성한다.

매개변수 iterable

• 반복가능한 object로 list, tuple, string 등을 주로 사용한다.

매개변수 initializer

• 인자로 초기값은 전달한다면, initializer와 첫번째 원소를 함수에 적용한다.
• 초기값을 전달하지 않는 경우, 첫번째 원소와 두번째 원소를 함수에 적용한다.

# reduce함수의 동작
def reduce(function, iterable, initializer=None):
  it = iter(iterable) # iterble의 반복자를 it에 저장한다.
  if initializer is None:
    value = next(it) # value에 iterable의 첫번째 요소를 저장한다.
  else:
    value = initializer # initizlier가 있는 경우, value에 그 값을 저장한다.
  for element in it: # it 의 요소를 차례대로 element에 저장한다.
    value = function(value, element) # value와 element를 함수에 적용해 value에 저장한다.
  return value # 최종 결과값을 반환한다.

동작

• iter()함수를 이용해 매개변수로 받은 iterable의 반복자를 꺼내 반환해 it에 저장한다.
• initializer가 없는 경우, value에 iterable의 첫번째 요소를 저장한다.
• initializer가 있는 경우, value에 initializer 값을 저장한다.
• for문에서 it의 요소값을 차례대로 element에 저장한다.
• 반복이 종료될 때까지 value = function(value, element) 연산을 반복해 결과값을 value에 누적시킨다.
• 반복이 종료되면 최종 결과값인 value를 반환한다.

# reduce 함수에서의 lambda 응용
>>> reduce(lambda x, y: x+y, [0, 1, 2, 3, 4]) # ((((0+1)+2)+3)+4) = 10
10
>>> reduce(lambda x, y: x+y, [0, 1, 2, 3, 4], 10) # (((((10+0)+1)+2)+3)+4) = 20
20
>>> reduce(lambda x, y: x if x>y else y, [0, 1, 2, 3, 4])
4

# 아래 코드에 대한 동작 과정
>>> reduce(lambda x, y: x+y, [0, 1, 2, 3, 4]) # ((((0+1)+2)+3)+4)
10
# 동작 첫번째(원소1, 원소2): 0 + 1 = 1(결과1)
# 동작 두번째(결과1, 원소3): 1 + 2 = 3(결과2)
# 동작 세번째(결과2, 원소4): 3 + 3 = 6(결과3)
# 동작 네번째(결과3, 원소5): 6 + 4 = 10(결과4)
# 최종 리턴값 = 10

reduce에 빈 list를 인자로 넘길 경우 확인하기

초기 값 없이 reduce함수에 빈 list를 인자로 넘길 경우, TypeError가 발생한다. list가 비어있더라도 initial value를 넘겨주는 경우, 정상적으로 작동한다.

>>> reduce(lambda x, y: x+y, []) # 초기값 없이 빈 list를 넘길 경우
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: reduce() of empty sequence with no initial value

>>> reduce(lambda x, y: x+y, [], 10) # 초기값을 넘겨준 경우
10

Iterable, iterator 객체

iterable 객체와 iterator(반복자) 객체, iter() 함수와 next()함수에 대해

• iterable 객체는 반복 가능한 객체를 뜻한다. list, dict, set, str, bytes, tuple, range 등이 있다.
• iterator 객체는 값을 차례대로 꺼낼 수 있는 객체를 뜻한다.
• iter() 함수를 통해 iterable 객체를 iterator(반복자) 객체로 만들 수 있다.
  • iterable 객체를 인자로 받아, iterator를 반환한다.
• next() 함수를 통해 iterator 객체의 요소 값을 하나씩 반환할 수 있다.
  • itertor 객체를 인자로 입력받아 다음 요소값을 반환한다.
  • 객체에서 더 구할 요소가 없으면 StopIteration이라는 예외가 발생한다.

>>> a = [0, 1, 2]
>>> it = iter(a)
>>> type(it)
<type 'listiterator'>
>>> next(it) # a[0]
0
>>> next(it) # a[1]
1
>>> next(it) # a[2]
2
>>> next(it)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

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• 2019.07.15 공부 자료 업로드
• reduce 함수에 대한 이해는 부족한 것 같다.