Python中lambda和常规函数有什么区别？

Question

我对 lambda 函数和普通函数（用 def 定义）之间在Python层面上的区别很感兴趣。（我知道程序员使用它们和何时使用每个函数有什么区别。）

>>> def a():
    return 1

>>> b = lambda: 1
>>> a
<function a at 0x0000000004036F98>
>>> b
<function <lambda> at 0x0000000004031588>

正如我们所看到的 - Python 知道 b 是一个lambda函数，而a是一个普通函数。为什么会这样呢？它们在Python中有什么区别？

- slallum

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Python在运行时支持创建匿名函数（即不绑定到名称的函数），使用一个称为“lambda”的结构。你可以在http://www.secnetix.de/olli/Python/lambda_functions.hawk上查看它。这意味着它不会给你函数的名称。 - Manoj Suryawanshi

这个问题中哪些方面让你认为提问者不知道那件事情？ - Marcin

@Marcin：正如Simeon Visser在答案中所示的示例，您可以了解到OP不知道函数的名称。 - Manoj Suryawanshi

Answer 1

它们是相同的类型，因此它们被同样对待：

>>> type(a)
<type 'function'>
>>> type(b)
<type 'function'>

Python同样知道b是一个lambda函数，并将其设置为函数名称：

>>> a.func_name
'a'
>>> b.func_name
'<lambda>'

换句话说，它影响函数的名称，但就Python而言，两者都是函数，这意味着它们可以以大多数相同的方式使用。请参见mgilson在下面的评论中关于函数和lambda函数在pickling方面的重要区别。

- Simeon Visser

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无法将 lambda 函数序列化(pickled)，因为它们没有关联的（独特）名称。这就是为什么不能将其与 multiprocessing 等一起使用，这在某些情况下可能会导致 PicklingError 错误。 - mgilson

另外值得指出的是，lambda 是一个表达式而 def 是一个语句。由于 lambda 是一个表达式，它只能包含其他表达式（不允许使用语句）--尽管这更多地是程序员层面上的问题，而不是“为什么Python需要跟踪这种区别”的问题。 - mgilson

Lambda表达式可以作为表达式使用，而传统函数则不能；但我想你已经知道了这一点。 - Burhan Khalid

考虑到内部 a 和 b 是相同类型，即都是 function，我认为它们之间没有性能优劣之分？ - Jens

Answer 2

唯一的区别在于(a) lambda 函数体只能由一个表达式组成，该表达式的结果将从创建的函数中返回；(b) lambda 表达式是一个可评估为函数对象的表达式，而 def 语句没有值，它创建一个函数对象并将其绑定到一个名称。

在所有其他方面，它们产生相同的对象 - 相同的作用域和捕获规则适用。（不重要的差异是 lambda 创建的函数具有默认的 func_name 为 "<lambda>"。这可能会影响到某些奇特情况下的操作，例如对函数进行 pickle 的尝试）。

- Marcin

Answer 3

lambda和def都创建相同类型的函数 - 它们具有相同的元数据和功能。它们的技术差异在于语法：

• lambda是一个产生函数的表达式。
• def是一个产生函数的语句。

这是决定它们如何使用的关键。其他明显的差异只是来自lambda/def可以捕获的信息。

>>> def def_func(): pass
>>> lambda_func = lambda: None
>>> type(def_func) == type(lambda_func)
True

用法：表达式 vs 语句

lambda更灵活，因为表达式可以成为更多的语言结构的一部分。

#                v--------------v arguments must be expressions
sort(values, key=lambda x: abs(x))

相比之下，def 更强大，因为它可以包含更多的语言结构。

def encode(num, base):
    while num:   # statements must be inside statements
        num, bit = divmod(num, base)
        yield bit

这些差异直接源于它们分别是表达式和语句。Python没有特殊规则来决定在哪里可以使用 lambda/def。

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无名的<lambda>函数

认为 lambda 和 def 对应不同类型的函数的主要原因是 “元数据”： lambda 经常被称为 “匿名函数”，并且奇妙地总是产生一个 function <lambda>。 其他特点包括 “lambda函数无法被 pickled”，最近typing也对 lambda “不起作用”。

这是因为与 def 语法相比，lambda 语法没有办法指定名称、类型注释和类似内容。因此，Python 简单地为其填充合理的默认值：名称变成了 <lambda>，注释留空。

>>> identity = lambda a: a
>>> identity.__qualname__
'<lambda>'
>>> identity.__annotations__
{}

自从<lambda>不是一个有效的标识符，使用这个元数据来查找函数的所有内容，尤其是pickle都会失败。

然而，这并不使该函数成为“匿名函数”类型。可以修补元数据以插入def提供的内容。

>>> identity.__qualname__ = identity.__name__ = 'identity'
>>> identity
<function __main__.identity(a)>

当然，在某一点上，可以直接使用def…

- MisterMiyagi

Answer 4

首先考虑两者之间的差异。

Lambda函数：是运算符，可以有任意数量的参数，但只能有一个表达式。它不能包含任何语句，并返回一个函数对象，可以分配给任何变量。它们可以在创建它们的块中使用。

def函数：函数帮助将我们的程序分解成更小和模块化的块。随着我们的程序越来越大，函数使其更有组织和可管理性。它们可以在任何地方调用和使用。

通过以下示例，您可以更清楚地了解两者之间的区别。

定义函数

    def add(a,b):
      return a+b
    print(add(4,5))

定义一个lambda函数。

    add = lambda x, y : x + y 
    print(add(4,5))

- Saurabh Kumar

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谢谢@Saurabh，但我的问题是Python的区别是什么，而不是如何使用它。 - slallum

Answer 5

Lambda是一种内联函数，我们可以在没有函数名称的情况下执行任何功能。当我们将其用作高阶函数的参数时，它非常有用。例如：一个接受其他函数作为参数的函数。

函数定义示例：

>>> def func(a, b):
    return a * b

>>> func(2,3)
6
>>> type(func)
<class 'function'>
>>> func
<function func at 0x034B6E88>

Lambda表达式的示例：

>>> multiply = lambda a, b: a * b
>>> multiply(2, 3)
6
>>> type(multiply)
<class 'function'>
>>> multiply
<function <lambda> at 0x034B6ED0>

两者返回相同的输出值，只是返回的对象不同。函数使用“func”名称，Lambda使用“lambda”名称。

- Dinesh Khanna V

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谢谢你的回答，但请注意我知道程序员使用它们的区别以及何时使用它们（正如我在问题中所说）。 - slallum

Answer 6

lambda 创建一个匿名函数。这个想法来自于函数式编程语言。通过这种方式，您可以创建并将函数传递给其他函数，例如 map 和 filter。（请参见此处）
您也可以将普通函数传递给这些函数，但由于它们大多数是简单的，并且不在任何其他地方使用，因此通过定义新函数的整个过程是不方便的。

以此为例：

>>> a = [1, 2, 3, 4]
>>> print map( lambda x : x*2 + 1, a )
[3, 5, 7, 9, 11]

- Rsh