此节涉及到的前置知识

Unit test

Assert

assert 是一个关键字，用于断言某个条件是否为真。如果条件为真，程序会继续执行；如果条件为假（即 assert 表达式的结果为 False），程序将抛出一个 AssertionError 异常，并终止执行。

>>> assert condition, message
# condition 是一个布尔表达式，如果其结果为 True，则 assert 语句不会产生任何效果；如果结果为 False，则抛出 AssertionError。
# message 是一个可选的字符串，如果提供了，它将作为 AssertionError 的错误信息。如果不提供，错误信息将是 AssertionError: assert failed。
>>> assert 1 > 2, 'math is broken'
# AssertionError: math is broken

assert 常用于调试

高阶函数的作用

函数作为一等公民，能被当成值传递
函数作为参数传递且能被当作值返回
移除重复代码
抽象出共性

Lambda 表达式

lambda(A function that) x(takes x):(and returns) x + 1

匿名函数，python官方中文文档

x = 3

add = x + 1 # 右边被评估为值
add = lambda x: x + 1 # 右边被评估为函数

Lambda 表达式是函数体具有单个返回表达式的函数，不允许出现赋值和控制语句，且仅仅可用于简单的单行函数，求解和返回一个表达式。在语义上，它只是常规函数定义的语法糖。与嵌套函数定义一样，lambda 函数可以引用包含作用域中的变量，即闭包。你可以理解为他可以记住所处作用域的变量。

def add(x):
    return lambda y: x + y

add(3)(4) # 7, lambda y: x + y 记住了所在作用域的x
addition = add(3)
# 在调用这个函数时，它会返回一个新的函数 lambda y: x + y，这个函数相当于
def anonymous(y):
    return x + y
# 而此处的x在寻找变量时会在外部作用域也就是返回他的地方找到x即3
故该函数最终形式为
def anonymous(y):
    return 3 + y

对于匿名函数，没必要学，没必要记，工程做多了，主动去用，自然就会了。

Quiz：以下三个代码分别输出什么？

def add(x)
      return lambda x: x + 1
  
  print(add(3)(4))
  print(add(3)())
  print(add()(4))
  print(add(4)(2))

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与 def 函数对比

def 函数是有名字（intrinsic name）的，lambda 函数是匿名的

函数作为一等公民

通常，编程语言会限制操作计算元素的途径。带有最少限制的元素被称为具有一等地位。一些一等元素的“权利和特权”是：

它们可以绑定到名称。
它们可以作为参数向函数传递。
它们可以作为函数的返回值返回。
它们可以包含在数据结构中。

函数作为修饰器

Python 提供了特殊的语法，将高阶函数用作执行 def 语句的一部分，叫做装饰器。

def my_decorator(func):
    def wrapper():
        print("Something is happening before the function is called.")
        result = func()
        print("Something is happening after the function is called.")
        return result
    return wrapper

@my_decorator
def say_hello():
    print("Hello!")

say_hello()
# Something is happening before the function is called.
# Hello!
# Something is happening after the function is called.

say_hello 在被创建时的值并没有绑定到函数，而是被装饰器 @my_decorator 函数装饰起来即 say_hello = my_decorator(say_hello)

Labs：尝试找到一个函数的反函数（inverse）： g(y) such that g(f(x)) -> x

def search(f):
    n = 0
    while True:
        if f(n):
            return n
        n += 1


def inverse(f):
    return lambda y: search(lambda x: f(x) == y)


def square(x):
    return x * x


sqrt = inverse(square)

print(sqrt(4))
2

高阶函数