Python 之父為什么嫌棄 lambda 匿名函數(shù)？
Python 支持 lambda 匿名函數(shù)，其擴(kuò)展的 BNF 表示法是lambda_expr ::= "lambda" [parameter_list] ":" expression，也就是lambda 參數(shù)序列:表達(dá)式。
這是一種便捷的函數(shù)定義方式，若翻譯成我們熟知的函數(shù)形式，會(huì)是這個(gè)樣子：
- def <lambda>(parameter_list):
- return expression
也就是說(shuō)，Python 中的 lambda 函數(shù)是一種可接收多個(gè)參數(shù)的函數(shù)，返回值是一個(gè)表達(dá)式。
它最大的好處是單行簡(jiǎn)潔，不需要函數(shù)命名與換行縮進(jìn)。
不得不說(shuō)，匿名函數(shù)有時(shí)候是挺好用的，比如下文會(huì)介紹到的一些常見(jiàn)用法，它因此受到了不少人的推崇。
但是，匿名函數(shù)通常也會(huì)造成代碼難以閱讀，容易被人濫用，再加上 Python 只提供了對(duì)它的“殘疾的”支持，所以又有一些觀點(diǎn)不建議使用匿名函數(shù)。
事實(shí)上，Python 之父 Guido van Rossum 就屬于“不推薦使用派”，他甚至曾經(jīng)(2005年)想要移除 lambda，只不過(guò)最后妥協(xié)了。
出處：https://www.artima.com/weblogs/viewpost.jsp?thread=98196
lambda 這一個(gè)由其他開(kāi)發(fā)者貢獻(xiàn)進(jìn)來(lái)的特性(借鑒自 lisp 語(yǔ)言)，存在了十多年，但是卻被這門語(yǔ)言的創(chuàng)造者(兼首席設(shè)計(jì)師)所嫌棄，最后竟然還奇跡般地幸存了下來(lái)，對(duì)于這個(gè)故事，大家是否覺(jué)得挺有戲劇性的?
接下來(lái)，本文就仔細(xì)聊一聊這個(gè)處境尷尬卻生命力頑強(qiáng)的 lambda 匿名函數(shù)吧!
1. lambda 怎么使用?
lambda 函數(shù)通常的用法是結(jié)合 map()、reduce()、filter()、sorted() 等函數(shù)一起使用，這些函數(shù)的共性是：都可以接收其它函數(shù)作為參數(shù)。
例如下面的幾個(gè)例子：
- my_list = [3, 1, 5, 4, 10]
- # 元素全加1，結(jié)果：[4, 2, 6, 5, 11]
- list(map(lambda i:i+1, my_list))
- # 過(guò)濾小于10的元素，結(jié)果：[3, 1, 5, 4]
- list(filter(lambda i:i<10, my_list))
- # 元素累加，結(jié)果：33
- from functools import reduce
- reduce(lambda i,j:i+j, my_list, 10)
- # 字典按值排序，結(jié)果：[('b', 1), ('a', 3), ('d', 4), ('c', 5)]
- my_dict = {'a':3, 'b':1, 'c':5, 'd':4}
- sorted(my_dict.items(), key=lambda item:item[1])
初學(xué)者也許會(huì)覺(jué)得代碼讀不懂，但是只要記住“Python中的函數(shù)是一等公民”，知道一個(gè)函數(shù)可以被作為另一個(gè)函數(shù)的參數(shù)或者返回值，就容易理解了。
比如對(duì)于 map() 函數(shù)的例子，你可以理解成這個(gè)形式：
- my_func = lambda i:i+1
- list(map(my_func, my_list))
甚至可以還原成普通的函數(shù)：
- def add_one(i):
- return i+1
- list(map(add_one, my_list))
map() 函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)是一個(gè)函數(shù)，第二個(gè)參數(shù)是一個(gè)可迭代對(duì)象。這第一個(gè)參數(shù)會(huì)迭代地調(diào)用第二個(gè)參數(shù)中的元素，調(diào)用的結(jié)果以迭代器的形式返回。
這個(gè)例子使用了 list()，是為了方便一次性取出迭代器中的元素，直觀地展示出來(lái)，在實(shí)際使用中，很可能會(huì)是基于迭代器的形式。
由這幾種用法，我們可以總結(jié)出 lambda 函數(shù)的使用規(guī)律：
- 它出現(xiàn)在需要使用函數(shù)的地方
- 它適合實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的功能
- 它是一次性的用途，不能在其它地方復(fù)用
- 它一般不會(huì)被獨(dú)立使用，總是作為其它函數(shù)的一部分
2. lambda 有什么問(wèn)題?
由上面的用法可以看出，使用 lambda 函數(shù)的代碼比較緊湊簡(jiǎn)潔，所以有人稱它體現(xiàn)了“Pythonic”的優(yōu)雅思想。
但是，lambda 函數(shù)有沒(méi)有什么缺陷呢?
有!當(dāng)前的 lambda 函數(shù)有一個(gè)最大的問(wèn)題，即只支持單行表達(dá)式，無(wú)法實(shí)現(xiàn)豐富的功能，例如無(wú)法在函數(shù)創(chuàng)建時(shí)使用語(yǔ)句(statement)，無(wú)法使用 if-else 的判斷條件，也無(wú)法使用 try-except 的異常捕獲機(jī)制，等等。
這極大地限制了它的能力，導(dǎo)致了它被人詬病為“殘疾的”。
從技術(shù)實(shí)現(xiàn)的角度上看， 這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)語(yǔ)法層面的設(shè)計(jì)來(lái)解決。
在當(dāng)年的郵件組討論中，有人提出過(guò)一些解決思路，比如這封郵件：
出處：https://mail.python.org/pipermail/python-dev/2006-February/060654.html
它提出了一個(gè)lambda args::suite 的想法，支持寫成這樣的形式：
- ss = sorted(seq, key=(lambda x::
- try: return abs(x)
- except TypeError: return 0))
但是，Guido 很快就否決了這個(gè)思路。
他寫了一篇文章《Language Design Is Not Just Solving Puzzles》來(lái)回應(yīng)：
出處：https://www.artima.com/weblogs/viewpost.jsp?thread=147358
其基本觀點(diǎn)是：不能光顧著解決一個(gè)問(wèn)題/實(shí)現(xiàn)某種功能，就引入缺乏“Pythonicity”的語(yǔ)言設(shè)計(jì)。
那么，為什么 Guido 會(huì)認(rèn)為這是一種不好的設(shè)計(jì)呢?
我試著概括一下，理由是：
- 雙冒號(hào)“::”憑空在此引入，但是跟切片語(yǔ)法中的“::”完全不同，而且跟 C++/Perl 中的作用域操作符用法也不同
- 即使不用雙冒號(hào)，用其它符號(hào)表示(比如單冒號(hào))，還是難以接受，因?yàn)槎紩?huì)在一個(gè)表達(dá)式中嵌入縮進(jìn)代碼塊。這就跟使用花括號(hào)和 begin/end 關(guān)鍵字來(lái)作語(yǔ)句分組(statement grouping)一樣，都令人難以接受
- 在 lambda 中實(shí)現(xiàn)其它功能并不重要，這還會(huì)讓解析器變得復(fù)雜(需區(qū)分是否有縮進(jìn)、記錄縮進(jìn)級(jí)別)，顯得小題大做了
簡(jiǎn)而言之，他認(rèn)為簡(jiǎn)潔友好的用戶體驗(yàn)更為重要，如果簡(jiǎn)潔的語(yǔ)法無(wú)法滿足需求，就應(yīng)該寫成具名函數(shù)的形式，而非設(shè)計(jì)出復(fù)雜的匿名函數(shù)。
3. 為什么 Guido 想移除 lambda?
上文提到的多行 lambda 語(yǔ)句(multi-statement lambda)事件發(fā)生在 2006 年，我們看到了 Guido 不想給 lambda 引入復(fù)雜設(shè)計(jì)的原因。
但是，早在 2005 年，Guido 就曾經(jīng)想要從 Python 移除 lambda，他對(duì)它的“嫌棄”是一個(gè)“歷史悠久”的傳統(tǒng)……
在《The fate of reduce() in Python 3000》這篇短文中，Guido 提出要一次性移除 reduce()、map()、filter() 以及 lambda。
移除 lambda 的理由如下：
- 對(duì)于不熟悉 Lisp 或 Scheme 的用戶，lambda 這名字容易造成混淆
- 很多人誤以為匿名函數(shù)能做嵌套函數(shù)不能做的事，但其實(shí)并無(wú)區(qū)別;存在lambda，就會(huì)造成不必要的選擇，減少選擇，可以簡(jiǎn)化思維
- 移除 reduce()、map() 和 filter() 后，就沒(méi)必要寫簡(jiǎn)短的局部函數(shù)了
- 回顧一下我們?cè)谇拔闹锌偨Y(jié)出的 lambda 的 4 條使用規(guī)律，可以發(fā)現(xiàn)它跟幾個(gè)高階函數(shù)(可以接收其它函數(shù)作為參數(shù)的函數(shù))有較強(qiáng)的“寄生關(guān)系”，如果它們能移除了的話，lambda 確實(shí)就沒(méi)有什么獨(dú)立存留的意義了。
那么，為什么 Guido 覺(jué)得應(yīng)該移除那幾個(gè)高階函數(shù)呢?
主要的理由有：
- 可以替換成更加清晰的列表解析式或者生成器表達(dá)式，例如 filter(P,S) 可以寫成 [x for x in S if P(x)]，map(F, S) 寫成 [F(x) for x in S]
- 至于 reduce()，他說(shuō)這是最討厭的，除了涉及 + 和 * 的少數(shù)用法，其它時(shí)候他總要拿出紙筆來(lái)畫圖解才能搞清楚。除了顯式地寫循環(huán)，他還針對(duì) reduce() 的幾種用法而提出了幾個(gè)替代用法，包括引入新的 any() 和 all() 函數(shù)
總體而言，Guido 的想法暗合了《The Zen of Python》中的這一條：There should be one-- and preferably only one --obvious way to do it。
但是回到現(xiàn)實(shí)，為了照顧某些人的習(xí)慣，以及對(duì)兼容性的考慮，Guido 最后保守地放棄了“清理異端”的計(jì)劃。
因此，lambda 得以從 Python 最高獨(dú)裁者的手上死里逃生。直到一年后，它試圖興風(fēng)作浪(多行表達(dá)式)，卻慘遭鎮(zhèn)壓。
我仿佛聽(tīng)到了 Guido 的內(nèi)心 OS：當(dāng)初我想刪除東西的時(shí)候，你們百般阻撓，現(xiàn)在你們想添加?xùn)|西，哼，沒(méi)門!……
哈哈，開(kāi)了個(gè)玩笑。
Guido 的所有決定都體現(xiàn)了他的 Pythonic 設(shè)計(jì)美學(xué)、自恰的邏輯一致性以及對(duì)社區(qū)聲音的權(quán)衡。
對(duì)于 lambda，我認(rèn)可他的觀點(diǎn)，而通過(guò)回溯語(yǔ)法發(fā)展的歷史，我覺(jué)得自己對(duì)于 Python 的理解變得更為豐富了。不知道你可有同感?
