Filter (高階函數)

在函數式程式設計中，過濾器（filter）是一個高階函數，它按某種次序處理一個數據結構（通常是列表），來產一個新的數據結構，它精確的包含最初數據結構中給定謂詞（英語：Predicate (mathematical logic)）對其返回布林值true的那些元素。

定義

Python

在Python中，filter在說明文件中的語法是filter(function,iterable)

可以用如下辦法用列表推導式實現

output = [x for x in iterable if function]

在Python2中filter返回一個list，而在Python3中filter返回一個迭代器對象。

Haskell

在Haskell中，filter可以如下這樣實現：

filter :: (a -> Bool) -> [a] -> [a]
filter _ []     = []
filter p (x:xs) = [x | p x] ++ filter p xs

這裏的[]指示空串列，++是列表串接算子，而[x | p x]指示有條件持有一個值x的列表，如果條件p x成立（求值為True）。

例子

在Haskell中代碼例子

filter even [1..10]

求值得到列表2, 4, …, 10，這是通過應用謂詞even到整數列表1, 2, …, 10的按原次序的所有元素，並建立謂詞對其返回布林值true的那些元素的一個新的列表，因而給出的是只包含原列表的偶數成員的一個列表。反過來，代碼例子：

filter (not . even) [1..10]

求值得出列表1, 3, …, 9，這是通過搜集整數列表1, 2, …, 10中，謂詞對其返回布林值false的那些元素（這裏的.是函數複合算子（英語：Function composition (computer science)））。

在Python3中代碼例子

>>>print(list(filter(lambda x:x % 2 == 0,[1,2,3,4,5,6,7,8])))  #输出偶数
[2, 4, 6, 8]

可視的例子

下面是一個過濾器過程的每個步驟的可視演示，對於整數列表X = [0, 5, 8, 3, 2, 1]依據函數：

${\displaystyle f(x)={\begin{cases}True&{\text{ if }}x\equiv 0{\pmod {2}}\\False&{\text{ if }}x\equiv 1{\pmod {2}}.\end{cases}}}$

這個函數表達了如果${\displaystyle x}$是偶數，則返回值是${\displaystyle True}$，否則是${\displaystyle False}$，這是謂詞。

在應用過濾器在列表上的時候的處理步驟的演示

語言比較

過濾器是很多程式語言的標準函數，比如Haskell^[1]、OCaml^[2]、Standard ML^[3]或Erlang^[4]。Common Lisp提供了函數remove-if和remove-if-not^[5]。Scheme實現要求（英語：Scheme Requests for Implementation）（SRFI）1提供了Scheme語言過濾器的一個實現^[6]。C++提供了演算法（英語：Algorithm (C++)）remove_if（可變）和remove_copy_if（不可變）；C++11補充提供了copy_if（不可變）^[7]。Smalltalk為搜集提供了select:方法。過濾器還可以在支援列表推導式的語言中使用它來實現。

在各種語言中的Filter

語言	Filter	註釋
APL	(pred array)/array
C# 3.0	ienum.Where(pred) 或 where子句[8]	這裏是一個擴充方法 ienum是一個IEnumerable 在所有.NET語言中都是類似的
CFML（英語：ColdFusion Markup Language）	obj.filter(func)	這裏obj是一個陣列或結構。func接受作為參數的是每個元素的值。
Clojure	(filter predicate list)[9]	或通過列表推導式: (for [x list :when (pred x)] x)
Common Lisp	(remove-if inverted-pred list) (remove-if (complement pred) list) (remove-if-not pred list)	函數remove-if-not已經廢棄[5]，支援等價的謂詞取補的remove-if[10]。因此過濾器(remove-if-not #'oddp '(0 1 2 3))應當寫為(remove-if (complement #'oddp) '(0 1 2 3))或更簡單的(remove-if #'evenp '(0 1 2 3))，這裏的evenp返回的oddp的反轉值[11]。
C++	std::remove_copy_if(begin, end, result, prednot) std::copy_if(begin, end, result, pred) (C++11)	在標頭檔<algorithm>中 begin, end, result是迭代器 謂詞是反轉的
D	std.algorithm.filter!(pred)(list)
Erlang	lists:filter(Fun, List)	或通過列表推導式: [ X || X <- List, Fun(X) ]
Groovy	list.findAll(pred)
Haskell	filter pred list	或通過列表推導式: [x | x <- list, pred x]
Haxe	list.filter(pred) Lambda.filter(list, pred)	或通過列表推導式: [x | x <- list, pred x]
J	(#~ pred) list	一元hook的一個例子。#複製，~逆轉實際參數。(f g) y = y f (g y)
Julia	filter(pred, array)	過濾器函數還接受dict資料類型，或通過列表推導式: [x for x in array if pred(x)]
Java 8+	stream.filter(pred)
JavaScript 1.6	array.filter(pred)
Kotlin	array.filter(pred)
Mathematica	Select[list, pred]
Objective-C (Cocoa在Mac OS X 10.4+中)	[array filteredArrayUsingPredicate:pred]	pred是一個NSPredicate （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）對象，它在表達力上有限
F#, OCaml, Standard ML	List.filter pred list
PARI/GP（英語：PARI/GP）	select(expr, list)	參數次序是在v. 2.4.2中是逆轉的。
Perl	grep block list grep expr, list
PHP	array_filter(array, pred)
Prolog	filter(+Closure,+List,-List)	自從ISO/IEC 13211-1:1995/Cor.2:2012[12]，核心標準通過call/N[13]包含閉包應用。
Python	filter(func, list)	或通過列表推導式: [x for x in list if pred(x)]。在Python 3中，filter被變更為返回一個迭代器而非一個列表[14]。功能互補的，返回謂詞對其是假的元素之上的一個迭代器，在標準庫的itertools模組中也能獲得為filterfalse。
Ruby	enum.find_all {block} enum.select {block}	enum是個Enumeration
Rust	iterator.filter(pred)	iterator是一個Iterator[15]而filter方法返回一個新的迭代器；pred是一個函數（特別是FnMut[16]），它接受迭代器的專案並返回一個bool[17]。
S, R	Filter(pred,array) array[pred(array)]	在第二種情況，pred必須是可向量化函數
Scala	list.filter(pred)	或者通過for-推導式: for(x <- list; if pred) yield x
Scheme R6RS	(filter pred list) (remove inverted pred list) (partition pred list list)
Smalltalk	aCollection select: aBlock
Swift	array.filter(pred) filter(sequence, pred)
XPath, XQuery（英語：XQuery）	list[block] filter(list, func)	在block上下文中專案.持有當前值

變體

過濾器建立它的結果而不修改最初的列表。很多程式語言還提供破壞性修改列表實際參數的有更快效能的變體。過濾器的其他變體（比如Haskell dropWhile^[18]和partition^[19]）也是常見的。常見的純函數式程式設計語言主記憶體最佳化（英語：Program optimization）是擁有輸入列表並過濾結果共用最長尾部。

參見

• Map (高階函數)
• Fold (高階函數)
• 列表推導式
• 衛陳述式