Tính tổng các giá trị theo cách của Python Với sum()

Một tùy chọn khác để tính tổng danh sách các số trong Python là sử dụng reduce()from functools. Để lấy tổng của một danh sách các số, bạn có thể chuyển một trong hai operator.addhoặc một lambdahàm thích hợp làm đối số đầu tiên cho reduce():

>>> from functools import reduce
>>> from operator import add

>>> reduce(add, [1, 2, 3, 4, 5])
15

>>> reduce(add, [])
Traceback (most recent call last):
    ...
TypeError: reduce() of empty sequence with no initial value

>>> reduce(lambda x, y: x + y, [1, 2, 3, 4, 5])
15

Bạn có thể gọi reduce()với một rút gọn hoặc gấp , functioncùng với một iterableas đối số. Sau đó, reduce()sử dụng hàm đầu vào để xử lý iterablevà trả về một giá trị tích lũy duy nhất.

Trong ví dụ đầu tiên, hàm rút gọn là add(), lấy hai số và cộng chúng lại với nhau. Kết quả cuối cùng là tổng của các số trong đầu vào iterable. Như một nhược điểm, reduce()tăng a TypeErrorkhi bạn gọi nó bằng một số trống iterable.

Trong ví dụ thứ hai, hàm rút gọn là một lambdahàm trả về phép cộng hai số.

Vì các phép tính tổng như thế này là phổ biến trong lập trình nên viết mã một hàm mới mỗi khi bạn cần tính tổng một số số là công việc lặp đi lặp lại nhiều lần. Ngoài ra, sử dụng reduce()không phải là giải pháp dễ đọc nhất dành cho bạn.

Python cung cấp một hàm dựng sẵn chuyên dụng để giải quyết vấn đề này. Chức năng này được gọi một cách thuận tiện sum(). Vì đây là một chức năng tích hợp sẵn nên bạn có thể sử dụng nó trực tiếp trong mã của mình mà không cần nhập bất kỳ thứ gì.

Bắt đầu với Pythonsum()

Khả năng đọc là một trong những nguyên tắc quan trọng nhất đằng sau triết lý của Python . Hình dung những gì bạn đang yêu cầu một vòng lặp thực hiện khi tính tổng một danh sách các giá trị. Bạn muốn nó lặp qua một số số, tích chúng trong một biến trung gian và trả về tổng cuối cùng. Tuy nhiên, bạn có thể tưởng tượng ra một phiên bản tổng kết dễ đọc hơn mà không cần vòng lặp. Bạn muốn Python lấy một số số và tính tổng chúng lại với nhau.

Bây giờ hãy nghĩ về cách reduce()thực hiện tổng kết. Việc sử dụng reduce()được cho là ít dễ đọc hơn và ít đơn giản hơn so với giải pháp dựa trên vòng lặp.

Đây là lý do tại sao Python 2.3 được thêm vào sum()dưới dạng hàm tích hợp để cung cấp giải pháp Pythonic cho bài toán tổng kết. Alex Martelli đã đóng góp hàm này, mà ngày nay là cú pháp ưa thích để tính tổng một danh sách các giá trị:

>>> sum([1, 2, 3, 4, 5])
15

>>> sum([])
0

Ồ! Đó là gọn gàng, phải không? Nó đọc như tiếng Anh thuần túy và truyền đạt rõ ràng hành động bạn đang thực hiện trên danh sách đầu vào. Cách sử dụng sum()dễ đọc hơn forvòng lặp hoặc reduce()cuộc gọi. Không giống như reduce(), sum()không tăng a TypeErrorkhi bạn cung cấp một lần lặp trống. Thay vào đó, nó trả về một cách dễ hiểu 0.

Bạn có thể gọi sum()với hai đối số sau:

1. iterablelà một đối số bắt buộc có thể chứa bất kỳ Python iterable nào. Iterable thường chứa các giá trị số nhưng cũng có thể chứa các danh sách hoặc bộ dữ liệu .
2. startlà một đối số tùy chọn có thể giữ giá trị ban đầu. Giá trị này sau đó được thêm vào kết quả cuối cùng. Nó mặc định là 0.

Bên trong, sum()thêm startcộng các giá trị iterabletừ trái sang phải. Các giá trị trong đầu vào iterablethường là các số, nhưng bạn cũng có thể sử dụng các danh sách và bộ dữ liệu. Đối số tùy chọn startcó thể chấp nhận một số, danh sách hoặc bộ, tùy thuộc vào nội dung được truyền cho iterable. Nó không thể lấy một chuỗi .

Trong hai phần sau, bạn sẽ tìm hiểu những kiến ​​thức cơ bản về cách sử dụng sum()trong mã của mình.

>>> # Use a list
>>> sum([1, 2, 3, 4, 5])
15

>>> # Use a tuple
>>> sum((1, 2, 3, 4, 5))
15

>>> # Use a set
>>> sum({1, 2, 3, 4, 5})
15

>>> # Use a range
>>> sum(range(1, 6))
15

>>> # Use a dictionary
>>> sum({1: "one", 2: "two", 3: "three"})
6
>>> sum({1: "one", 2: "two", 3: "three"}.keys())
6

>>> sum([x ** 2 for x in range(1, 6)])
55

>>> sum(x ** 2 for x in range(1, 6))
55

>>> sum([1, 2, 3, 4, 5], 100)  # Positional argument
115

>>> sum([1, 2, 3, 4, 5], start=100)  # Keyword argument
115

Tổng các giá trị số

Mục đích chính của sum()là cung cấp một cách Pythonic để cộng các giá trị số lại với nhau. Đến đây, bạn đã biết cách sử dụng hàm tính tổng các số nguyên. Ngoài ra, bạn có thể sử dụng sum()với bất kỳ loại Python số nào khác, chẳng hạn như float, complex, decimal.Decimalvà fractions.Fraction.

Dưới đây là một số ví dụ về cách sử dụng sum()với các giá trị thuộc các loại số khác nhau:

>>> from decimal import Decimal
>>> from fractions import Fraction

>>> # Sum floating-point numbers
>>> sum([10.2, 12.5, 11.8])
34.5
>>> sum([10.2, 12.5, 11.8, float("inf")])
inf
>>> sum([10.2, 12.5, 11.8, float("nan")])
nan

>>> # Sum complex numbers
>>> sum([3 + 2j, 5 + 6j])
(8+8j)

>>> # Sum Decimal numbers
>>> sum([Decimal("10.2"), Decimal("12.5"), Decimal("11.8")])
Decimal('34.5')

>>> # Sum Fraction numbers
>>> sum([Fraction(51, 5), Fraction(25, 2), Fraction(59, 5)])
Fraction(69, 2)

Ở đây, lần đầu tiên bạn sử dụng sum()với số dấu phẩy động . Cần lưu ý hành vi của hàm khi bạn sử dụng các ký hiệu đặc biệt infvà nantrong các cuộc gọi float("inf")và float("nan"). Biểu tượng đầu tiên đại diện cho một giá trị vô hạn , vì vậy sum()trả về inf. Biểu tượng thứ hai đại diện cho các giá trị NaN (không phải số) . Vì bạn không thể cộng các số với các số không phải là số, nên nankết quả là bạn nhận được.

Các ví dụ khác tính tổng các lần lặp của complex, Decimalvà Fractionsố. Trong mọi trường hợp, sum()trả về tổng tích lũy kết quả bằng cách sử dụng loại số thích hợp.

>>> num_lists = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> sum(num_lists, start=[])
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

>>> # Equivalent concatenation
>>> [1, 2, 3] + [4, 5, 6]
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

>>> num_tuples = ((1, 2, 3), (4, 5, 6))
>>> sum(num_tuples, start=())
(1, 2, 3, 4, 5, 6)

>>> # Equivalent concatenation
>>> (1, 2, 3) + (4, 5, 6)
(1, 2, 3, 4, 5, 6)

>>> num_strs = ["123", "456"]
>>> sum(num_strs, "0")
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: sum() can't sum strings [use ''.join(seq) instead]

>>> cumulative_sales = 0

>>> monday = [50, 27, 42]
>>> cumulative_sales = sum(monday, start=cumulative_sales)
>>> cumulative_sales
119

>>> tuesday = [12, 32, 15]
>>> cumulative_sales = sum(tuesday, start=cumulative_sales)
>>> cumulative_sales
178

>>> wednesday = [20, 24, 42]
>>> cumulative_sales = sum(wednesday, start=cumulative_sales)
>>> cumulative_sales
264
    ...

>>> data_points = [2, 3, 4, 2, 3, 6, 4, 2]

>>> sum(data_points) / len(data_points)
3.25

>>> # Python >= 3.8

>>> def average(data_points):
...     if (num_points := len(data_points)) == 0:
...         raise ValueError("average requires at least one data point")
...     return sum(data_points) / num_points
...

>>> average([2, 3, 4, 2, 3, 6, 4, 2])
3.25

>>> average([])
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 3, in average
ValueError: average requires at least one data point