Python中Filter函数的高级用法

Filter函数基础概念

Filter函数是一个Python内置的高阶函数，用于筛选序列中符合条件的元素，返回一个迭代器对象。该函数形式为：filter(function, iterable),其中function为自定义函数，用于指定筛选条件，iterable为序列，可以是列表、元组、字典、集合等可迭代对象。

# filter函数示例

def is_even(x):
    """
    判断数字是否为偶数
    """
    return x % 2 == 0

nums = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
result = filter(is_even, nums)
print(result) # 

for r in result:
    print(r) # 2 4 6

上述示例中，自定义函数is_even用于判断数字是否是偶数，给定数字x，当x为偶数时，返回True，否则返回False。利用函数filter和自定义函数is_even，筛选列表nums中符合条件的元素，即通过了自定义函数is_even的元素。最后，输出符合条件的元素。

Filter函数中Lambda表达式的应用

Lambda表达式是一种快速定义函数的方法，使用关键字lambda定义匿名函数，不像普通函数需要使用def语句来定义。因此，Lambda表达式常被用于快速函数的定义，尤其在计算机科学领域中。filter函数提供了一个很好的场所来使用Lambda表达式。

# filter函数与Lambda表达式示例

nums = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
result = filter(lambda x: x % 2 == 0, nums)
print(result) # 

for r in result:
    print(r) # 2 4 6

上述示例中，使用Lambda表达式定义一个匿名函数，用于判断数字是否为偶数。Lambda表达式中的参数x表示列表中的元素，通过x % 2 == 0来判断该元素是否为偶数，返回符合条件的元素组成的迭代器result。

Filter函数与列表推导式的比较

Python提供了列表推导式来生成列表，类似于for循环，可以根据一定的规则生成新的列表。与Filter函数比较起来，列表推导式虽然能够生成列表，但是拓展性较差，不能有效适用于筛选任意数据类型，同时不够简洁高效。

# 列表推导式应用示例1

nums = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
result = [x for x in nums if x % 2 == 0]
print(result) # [2, 4, 6]

# 列表推导式应用示例2

students = {'Tom': 18, 'Lucy': 17, 'Bob': 20, 'Lily': 19}
result = [k for k, v in students.items() if v >= 18]
print(result) # ['Tom', 'Bob', 'Lily']

上述两个示例中，第一个示例使用列表生成式，筛选出nums列表中的偶数元素，生成新的列表result。第二个示例则以符合条件的键值对为元素，生成新的列表result。列表生成式的表达形式简单，但不适于筛选数据类型的多样化需求。

Filter函数中多个序列的应用

除了可迭代对象的筛选外，Filter函数还可以处理不同参数的情形，可以过滤两个或者多个可迭代对象，使得Filter函数只保留其中满足条件的元素。此时Filter函数将返回一个可迭代对象，它从每个序列中获取一个元素，将它们作为参数传递给函数，并返回为True的元素。

# filter函数与多个序列的比较

import random

def is_match(x, y):
    """
    判断两个数字是否相等
    """
    return x == y

num = [1, 2, 3, 4, 5]
doubles = [random.randint(1, 10) * 2 for _ in range(5)]
result = filter(is_match, num, doubles)
print(result) # 

for r in result:
    print(r) # 2 8

上述示例中，声明自定义函数is_match用于判断传递的两个数字是否相等。Filter函数传入三个参数，第一个参数是自定义函数，用于判断两个数字是否相等，后面两个参数num和doubles分别为两个列表。在Filter函数中，num和doubles序列的元素依次作为形参x和y传递给自定义函数is_match，仅当x与y相等，才会将该元素添加到结果列表中返回。