深入解析 Python 中的 sum() 函数：从语法到各种可迭代对象的使用，并附带实用代码示例。
在 Python 中操作可迭代对象，例如数字列表时，一个常见任务是计算列表中所有元素的总和。 当处理其他可迭代对象，如元组和集合时，也会遇到类似需求。
虽然有多种方法可以实现这一目标，但推荐的、符合 Python 风格的方式是使用内置的 sum() 函数。
本文将首先探讨其他方法，例如循环和自定义函数，然后深入研究 Python sum() 函数的语法和代码示例，以帮助您更好地理解它。
在 Python 可迭代对象中求和
您可以直接在 Python REPL 环境中编写代码，或者使用 techblik.com 提供的在线 Python 编辑器。
以下面的数字列表为例：
>>> nums = [2,8,5,3,11,7,9]
我们的目标是找到这个列表中所有数字的总和。 稍后我们将介绍 Python 的 sum() 函数，但首先，让我们看看其他一些方法，包括：
- 使用简单的
for循环 - 使用
functools模块中的reduce()函数 - 定义自定义函数
使用循环
要找到列表中所有元素的总和，可以使用 for 循环，步骤如下：
- 将变量
total初始化为零。 - 遍历
nums列表，访问每个数字。 - 将每个数字加到
total中。
>>> nums = [2,8,5,3,11,7,9] >>> total = 0 >>> for num in nums: ... total += num ... >>> total 45
使用 reduce() 函数
另一种对可迭代对象求和的方法是使用 reduce() 函数。该函数内置于 Python 的 functools 模块中，它接收一个函数和一个可迭代对象，并通过连续地将函数应用于可迭代对象的元素来“减少”可迭代对象。
这里我们使用 lambda 函数来定义两个数字的加法，并将 nums 列表作为可迭代对象传入。
>>> nums = [2,8,5,3,11,7,9] >>> from functools import reduce >>> total = reduce(lambda n1, n2: n1 + n2, nums) >>> total 45
reduce() 函数的工作方式是从左到右连续相加两个数字，直到最终得到一个总和值：
使用自定义函数
我们还可以定义一个自定义函数来完成求和操作。 下面我们定义了一个名为 sum_list 的函数：
- 它接受一个数字列表作为参数；
- 返回列表中元素的总和。
函数体内部使用了之前看到的循环结构，但定义一个函数可以提高代码的复用性。
>>> def sum_list(some_list): ... total = 0 ... for num in some_list: ... total += num ... return total ...
使用 nums 作为参数调用 sum_list() 函数，将返回总和 45：
>>> nums = [2,8,5,3,11,7,9] >>> total = sum_list(nums) >>> total 45
接下来，让我们深入了解内置的 sum() 函数。 它不仅简洁，而且功能强大，可以应用于多种可迭代对象和数据类型。
Python sum() 函数的语法
sum() 函数的语法如下：
sum(iterable, start)
这里，
iterable是一个必需的参数。 它可以是任何可进行求和操作的可迭代对象，例如数字列表或元组。 如果使用 Python 字符串调用sum()函数，将会引发TypeError异常（稍后会详细介绍）。start是一个可选参数。 它通常是一个数值，添加到计算的总和中。 当需要给结果加上一个常量值时，这会很有用。
现在我们已经了解了 Python sum() 函数的语法，接下来让我们使用它来对可迭代对象求和。
使用 sum() 函数对可迭代对象求和
#1. 列表
让我们使用 sum() 函数计算 nums 列表中数字的总和：
>>> nums = [2,8,5,3,11,7,9] >>> sum_1 = sum(nums) >>> sum_1 45
使用可选的起始值
要向总和添加一个常量值，可以使用带有可选起始值的 sum() 函数。 在这里，我们将起始值 100 作为位置参数传入：
>>> sum_start = sum(nums,100) >>> sum_start 145
起始值也可以指定为关键字参数：
>>> sum_start = sum(nums,start=10) >>> sum_start 55
#2. 元组
sum() 函数也适用于元组。 我们将 nums 列表转换为元组，得到 nums_tuple：
>>> nums_tuple = tuple(nums) >>> nums_tuple (2, 8, 5, 3, 11, 7, 9)
>>> sum_2 = sum(nums_tuple) >>> sum_2 45
#3. 集合
我们还可以对一组数字使用 sum() 函数：
>>> nums_set = set(nums)
>>> nums_set
{2, 3, 5, 7, 8, 9, 11}
这里，我们将 nums 列表转换为 Python 集合，并计算 nums_set 中元素的总和。
>>> sum_3 = sum(nums_set) >>> sum_3 45
#4. 字典
考虑以下带有数字键的 student_dict。 请注意，当您使用此字典作为参数调用 sum() 函数时会发生什么。
>>> students_dict = {1:106,2:112,3:127}
>>> sum_4 = sum(students_dict)
>>> sum_4
6
默认情况下，sum() 函数返回键的总和。
对键求和
我们知道默认行为是对字典的键求和。
但是，您可以通过使用字典的 keys() 方法访问键，使这一点更加明确。 然后将键列表传递给 sum() 函数：
>>> sum_keys = sum(students_dict.keys()) >>> sum_keys 6
对值求和
如果您想改为对字典的值求和，请通过调用字典对象的 values() 方法来访问这些值：
>>> sum_vals = sum(students_dict.values()) >>> sum_vals 345
将 Python 的 sum() 函数与其他数值数据类型一起使用
到目前为止，我们已经了解了如何将 sum() 函数与整数可迭代对象一起使用。 现在让我们看几个其他数字数据类型的示例。
复数
sum() 函数也可用于对复数求和。 在此示例中，nums_c 是一个复数列表：
>>> nums_c = [3 + 4j, 1 + 2j] >>> sum_c = sum(nums_c) >>> sum_c (4+6j)
浮点数
在这里，我们使用 sum() 函数对浮点数列表 nums_f 求和：
>>> nums_f = [1.8,2.5,3.6,7.2] >>> sum_f = sum(nums_f) >>> sum_f 15.100000000000001
📑 为了提高浮点数相加结果的精度，可以使用 math 模块中的 fsum() 函数对浮点值进行求和。
使用 sum() 函数进行展平操作
现在让我们看看如何使用 sum() 函数来展平并连接可迭代对象。
展平列表
假设我们有一个嵌套列表：
>>> lists = [[2,4,6],[3,5,7]]
当我们传递此嵌套列表作为参数，并将一个空列表作为起始值调用 sum() 函数时：
>>> sum(lists,[]) [2, 4, 6, 3, 5, 7]
我们看到，嵌套列表现在已被展平为一个数字列表。
等效地，当我们认为列表的形式为 l3 = [l1, l2]时， sum() 函数将连接嵌套在列表 l3 中的两个列表 l1 和 l2。
📝 作为一个快速练习，尝试在其他嵌套的可迭代对象上使用 sum() 函数。
常见陷阱：不要对字符串使用 Python 的 sum() 函数
由于我们已经看到 sum() 函数可以用于展平和连接列表（以及元组等其他可迭代对象），我们很容易认为也可以使用它来连接字符串。
但是，如果您尝试这样做，将会遇到 TypeError：
>>> sum(['a','b','c'],'') Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: sum() can't sum strings [use ''.join(seq) instead]
因此，sum() 函数不能用于求和（或连接）字符串。
但是，如上面的错误消息所示，您可以使用 join() 方法将字符串列表连接成单个字符串。
>>> ''.join(['a','b','c']) 'abc'
结论
在本文中，我们学习了如何使用内置的 sum() 函数来计算可迭代对象中所有元素的总和。 sum() 函数的一般语法是 sum(iterable, start)，其中 iterable 是必需参数，start 是可选参数。
随后，我们通过多个示例，理解了 sum() 函数与列表、元组、集合和字典等可迭代对象的用法。 此外，我们还探讨了 sum() 函数如何用于展平并连接可迭代对象——Python 字符串除外。
希望本教程对您有所帮助。 接下来，您可能想查看有关 Python map 函数的教程。