Python Lambda

Что такое lambda-функция?

Lambda-функция — это небольшая анонимная функция, определяемая с помощью ключевого слова lambda вместо def. Анонимная означает, что у неё нет имени — хотя её можно присвоить переменной, если нужно использовать повторно. Lambda-функции — это краткий способ записать простые однострочные функции прямо там, где они нужны, без накладных расходов полного определения функции.

Lambda-функции особенно удобны в качестве короткоживущих колбэков, передаваемых функциям высшего порядка, таким как map(), filter() и sorted().

Синтаксис

lambda arguments: expression

• arguments — ноль или более разделённых запятыми параметров (как список параметров функции def, включая значения по умолчанию).
• expression — единственное выражение, значение которого возвращается автоматически. Операторы (такие как блоки if/else, циклы for или return) не допускаются внутри тела lambda.

Сравнение двух эквивалентных вариантов:

def square(x):
    return x ** 2

square_lambda = lambda x: x ** 2

print(square(5))        # Output: 25
print(square_lambda(5)) # Output: 25

Базовые примеры

# No arguments
greet = lambda: "Hello, World!"
print(greet())  # Output: Hello, World!

# One argument
square = lambda x: x ** 2
print(square(5))  # Output: 25

# Two arguments
add = lambda x, y: x + y
print(add(10, 20))  # Output: 30

# Default argument value
greet_name = lambda name="World": "Hello, " + name + "!"
print(greet_name())          # Output: Hello, World!
print(greet_name("Alice"))   # Output: Hello, Alice!

Условная логика в lambda

Поскольку lambda должна быть единственным выражением, использовать оператор if/else нельзя. Однако можно использовать тернарное (условное) выражение:

classify = lambda n: "positive" if n > 0 else ("zero" if n == 0 else "negative")

print(classify(5))   # Output: positive
print(classify(0))   # Output: zero
print(classify(-3))  # Output: negative

Глубоко вложенные тернарные выражения быстро ухудшают читаемость — переходите к обычной функции def, как только логика усложняется.

Использование lambda с map()

map(function, iterable) применяет функцию к каждому элементу итерируемого объекта и возвращает объект map. Lambda идеально подходит в качестве аргумента-функции.

nums = [1, 2, 3, 4, 5]
doubled = list(map(lambda x: x * 2, nums))
print(doubled)  # Output: [2, 4, 6, 8, 10]

Эквивалентное списковое включение часто предпочтительнее с точки зрения читаемости:

doubled = [x * 2 for x in nums]  # same result

Подробнее об этом подходе см. в разделе List Comprehension.

Использование lambda с filter()

filter(function, iterable) оставляет только те элементы, для которых функция возвращает True.

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

Использование lambda с sorted()

Параметр key функции sorted() (и list.sort()) принимает вызываемый объект, возвращающий значение для сравнения каждого элемента. Lambda позволяет лаконично задавать одноразовые ключи сортировки.

# Sort strings by length
words = ["banana", "apple", "cherry", "date"]
by_length = sorted(words, key=lambda s: len(s))
print(by_length)  # Output: ['date', 'apple', 'banana', 'cherry']

# Sort a list of tuples by the second element
pairs = [(1, "b"), (2, "a"), (3, "c")]
by_second = sorted(pairs, key=lambda p: p[1])
print(by_second)  # Output: [(2, 'a'), (1, 'b'), (3, 'c')]

Подробнее о сортировке списков см. в разделе Sort Lists.

Немедленный вызов lambda

Lambda можно вызвать сразу после определения, обернув её в скобки и добавив аргументы:

result = (lambda x, y: x + y)(3, 7)
print(result)  # Output: 10

Этот паттерн редко встречается в продакшн-коде, но иногда полезен в одноразовых скриптах или быстрых тестах.

Lambda в структуре данных

Поскольку lambda является объектом первого класса в Python, её можно хранить в списках или словарях для построения простых таблиц диспетчеризации:

ops = {
    "add": lambda x, y: x + y,
    "sub": lambda x, y: x - y,
    "mul": lambda x, y: x * y,
}

print(ops["add"](3, 4))   # Output: 7
print(ops["sub"](10, 3))  # Output: 7
print(ops["mul"](2, 6))   # Output: 12

Lambda vs. def — когда что использовать

Руководство по стилю PEP 8 рекомендует не присваивать lambda переменной, когда def был бы понятнее. Например, предпочтительнее написать def add(x, y): return x + y, чем add = lambda x, y: x + y, если функция находится на уровне модуля.

Ключевые ограничения

• Только одно выражение. Нельзя использовать присваивания, циклы или многострочную логику.
• Без операторов. print() — это вызов функции (допустимо), но assert, raise и return являются операторами и не могут появляться в теле lambda.
• Без аннотаций. Аннотации типов (x: int) не допускаются в списке параметров lambda.
• Сложнее отлаживать. В трассировке стека вместо осмысленного имени функции отображается <lambda>.
• Нельзя сериализовать. Стандартный модуль pickle не может сериализовать lambda-объекты — это важно при использовании multiprocessing.

Связь с замыканиями и декораторами

Как и обычная функция, определённая с помощью def, lambda захватывает переменные из охватывающей области видимости:

def make_multiplier(n):
    return lambda x: x * n   # 'n' is captured from the enclosing scope

double = make_multiplier(2)
triple = make_multiplier(3)

print(double(5))  # Output: 10
print(triple(5))  # Output: 15

Подробнее о том, как работают замыкания в Python, см. в разделе Python Closures. Lambda-функции также часто встречаются внутри Python Decorators в качестве лёгких обёрток. Полный обзор определения функций см. в разделе Python Functions.

Практика