functools: reduce e partial

reduce: de um iterável a um valor

O reduce, do módulo functools, resume um iterável a um único valor. Ele recebe uma função de dois argumentos e vai aplicando essa função de forma acumulada: pega os dois primeiros itens, combina; pega o resultado e o próximo item, combina; e assim por diante até sobrar um valor. Multiplicar todos os números de uma lista, por exemplo, é reduzir a lista com a operação de multiplicação. É a terceira operação clássica ao lado de map e filter: onde map transforma e filter seleciona, reduce acumula.

from functools import reduce

numeros = [1, 2, 3, 4, 5]

# Produto de todos os itens: nao ha funcao pronta para isso.
produto = reduce(lambda acumulado, item: acumulado * item, numeros)
print(produto)  # 120

# Com valor inicial (comeca em 100):
soma_com_base = reduce(lambda a, b: a + b, numeros, 100)
print(soma_com_base)  # 115

reduce combina os itens par a par até um valor; aceita um valor inicial opcional.

Uma ressalva importante: nem tudo merece reduce. Para somar, o sum já existe e é mais claro; para o maior, o max; para juntar textos, o método join. Nesses casos, usar reduce só deixa o código mais difícil de ler. O reduce vale a pena quando a acumulação é incomum e não tem uma função pronta, como o produto acima ou uma combinação personalizada. A regra é preferir a ferramenta específica quando ela existe e reservar o reduce para o que ela não cobre.

partial: fixar argumentos de uma função

O partial cria uma função nova a partir de outra, fixando alguns argumentos. Suponha uma função de potência que recebe base e expoente. Se você usa muito o expoente 2, pode criar com partial uma função quadrado que já tem o expoente fixado, e só passa a base. É a aplicação parcial: você congela parte dos parâmetros e obtém uma versão especializada, sem reescrever a lógica. Isso evita repetição e deixa o uso mais direto, além de gerar funções sob medida para passar a map e outras.

from functools import partial

def potencia(base: float, expoente: float) -> float:
    return base ** expoente

# Fixa o expoente em 2: nasce uma funcao quadrado.
quadrado = partial(potencia, expoente=2)
cubo = partial(potencia, expoente=3)

print(quadrado(5))  # 25.0
print(cubo(2))      # 8.0

# Util para especializar funcoes passadas a map:
bases = [1, 2, 3, 4]
print(list(map(quadrado, bases)))  # [1, 4, 9, 16]

partial fixa o expoente e cria quadrado e cubo a partir de potencia, sem repetir código.

Combinando as ferramentas

As ferramentas do functools se combinam com o restante do estilo funcional. Você pode usar partial para preparar uma função especializada e passá-la a map, ou compor reduce com uma operação vinda de partial. O importante é lembrar que essas ferramentas existem para clareza, não para exibição. Um laço simples e explícito às vezes comunica melhor que um reduce engenhoso. Escolha a forma que a próxima pessoa a ler o código, incluindo você daqui a seis meses, vai entender mais rápido.

Com funções puras, map, filter, reduce e partial, você já tem um bom vocabulário funcional. Falta uma peça poderosa que também vive no functools e resolve um problema de desempenho de forma elegante: a memoização, que guarda resultados de chamadas para não recalcular. É o assunto da próxima aula, com o lru_cache, um decorador que acelera funções puras caras trocando um pouco de memória por muito tempo.