函数也是数据：初级篇¶

前面我们已经提过一次，函数也是一种对象。

或者说：函数也是数据（function is data），是差不多的。

这是个重要的时刻，从现在开始我们对函数的理解将有一个新的飞跃。函数虽然是操作数据的工具，但它自己也是个数据对象，我们可以对它进行各种各样的操作，甚至在运行时动态的构造出一个函数来，这些都是 Python（以及很多流行的现代化编程语言）的亮点。我们在这一部分的最后还会就这个话题进行展开，从而引入一系列非常有用的“函数式（functional）”编程工具，在目前这一章我们先稍微品尝一下这个概念，来看看函数别名和匿名函数。

函数别名¶

在 Python 中，所有函数也是对象，证据就是它们都有对象 id。Python 会为创建的每一个对象（不管基本数据类型，还是某个 class 的实例）指定一个唯一的 id，可以用内置函数 id() 来查看，比如：

In [1]:

n = 42
id(n)

Out[1]:

4356419792

函数也有这个 id，比如：

In [2]:

def _is_leap(year):
    return (year % 4 == 0 and year % 100 != 0) or year % 400 == 0

In [3]:

id(_is_leap)

Out[3]:

4394147424

既然函数有 id，是个对象，那是什么类型的对象呢？可以用内置函数 type 来看：

In [4]:

type(_is_leap)

Out[4]:

function

所以函数是个 function 类型的对象。

既然是个对象，我们就可以用赋值语句来创建函数的别名（alias）：

In [5]:

is_leap = _is_leap

In [6]:

id(is_leap)

Out[6]:

4394147424

可以看到，这两个函数的 id 完全一样，是同一个对象的两个名字而已。我们可以用这两个名字来调用这个函数，完全没区别：

In [7]:

_is_leap(2018)

Out[7]:

False

In [8]:

is_leap(2018)

Out[8]:

False

那么，我们为什么需要给函数取别名呢？

很多时候是为了提供更好的代码可读性，比如在特定上下文让某个函数的作用更显而易见，比如以前的例子里，我们曾经在 Cat 类里给父类 Animal 的 voice() 方法定义别名叫 meow()。

还有一种情况是一个函数需要在运行时动态指向不同的实现版本。这里只简单描述一个典型场景：假定我们要渲染一段视频，如果系统里有兼容的显卡（GPU），就调用显卡来渲染，会更快更省电，如果没有则用 CPU 来渲染，会慢一点和更耗电一点，于是我们把用 GPU 渲染的算法写成函数 _render_by_gpu()，用 CPU 渲染的算法写成函数 _render_by_cpu()，而检测是否存在可用 GPU 的算法写成函数 is_gpu_available()，然后可以用下面的方法来定义一个函数 render：

if is_gpu_available():
    render = _render_by_gpu
else:
    render = _render_by_cpu

这样 render() 就成为一个当前系统中最优化的渲染函数，在程序的其他地方就不用管细节，直接用这个函数就好。这就是动态函数别名的价值。

顺便说一句，在任何一个工程里，为函数或者变量取名都是很简单却不容易的事情——因为可能会重名（虽然已经尽量用变量的作用域隔离了），可能会因取名含混而令后来者费解，所以，仅仅为了少敲几下键盘而给一个函数取个更短的别名，实际上并不是好主意，更不是好习惯。尤其现在的编辑器都支持自动补全和多光标编辑的功能，变量名长点不是什么大问题。

匿名函数¶

有的函数需要两个甚至更多名字，有的函数却一个也不要，人生就是这么丰富多彩啊！

所谓匿名函数，就是有时候我们需要一个函数，但就在一个地方，用完就扔，再也不会用了，Python 对这种情况提供了一个方便的语法，不需要 def 那套严肃完整的语法，一行就可以写完一个函数，这个语法使用关键字 lambda。lambda 是希腊字母 λ 的英语音译，在计算机领域是个来头不小的词儿，代表了一系列高深的理论，和阿伦佐·丘奇（Alonzo Church）的理论有关，有兴趣的话可以自行研究。

不过目前我们不需要管那么多，只要了解怎么快速创建“用过即扔”的小函数就好了。

比如下面这个很简单的函数：

In [9]:

def add(x, y):
    return x + y
add(3, 5)

Out[9]:

我们可以用 lambda 来改写：

In [10]:

add = lambda x, y: x + y
add(3, 5)

Out[10]:

甚至更简单一点，名字也不要了：

In [11]:

(lambda x, y: x + y)(3, 5)

Out[11]:

最后这种形式，就是典型的匿名函数了。简单地说，lambda 可以生成一个函数对象，出现在所有需要一个函数的地方，可以将其赋给一个变量（如上面的 add），这个变量就称为函数变量（别名），可以当函数用；也可以直接把 lambda 语句用括号括起来当一个函数用（上面后一种形式）。

在 Python 官方文档中，lambda 语句的语法定义是这样的：

lambda_expr ::= "lambda" [parameter_list] ":" expression

这个语法定义采用的是巴克斯范式（BNF）标注，现在不明白没关系（虽然对照上面的例子也能猜出个大概吧），以后我们会专门介绍。

其实也很简单，就是这个样子：

lambda x, y: x + y

先写上 lambda 关键字，其后分为两个部分，: 之前是参数表，之后是表达式，这个表达式的值，就是这个函数的返回值。注意：lambda 语句中，: 之后有且只能有一个表达式，所以它搞不出很复杂的函数，比较适合一句话的函数。

而这个函数呢，没有名字，所以被称为 “匿名函数”。

add = lambda x, y: x + y

就相当于是给一个没有名字的函数取了个名字。

我们在后面的学习中会遇到很多 lambda 的例子，因为有很多地方需要这种就用一次而且一句话的小函数，目前大家只要对这个概念和语法有所理解并且记住就可以了。

小结¶

函数也是对象，有 id，是 function 类型；
所以函数也可以被赋值给一个变量，把那个变量变成自己的别名（alias）；
可以用 lambda 来创建一次性、一句话的小函数，在很多场景下都很有用。