这段代码如何计算4到<exponent>的幂

Question

我在库瑟拉上跟踪生物信息学。我的一个同学用函数式编程来解决一个pattern_to_number问题：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

import sys
from functools import reduce

def pattern_to_number(pattern):
    code = dict(zip("ACGT",range(4)))
    return reduce(lambda x,c: 4*x+code[c], pattern, 0)

print(pattern_to_number(sys.argv[1]))

我就是这样在本地运行这个小程序的：

$ python3 ./pattern_to_number.py 'ATGCAA'

输出是(正确的)：912

我理解lambda和reduce的使用。我不明白上面的功能解决方案如何能够模仿以下传统方法的功能。其中对i幂的4进行了计算。

for i, val in enumerate(pattern[::-1]):
        total += dict[val] * (4**i)

那么，λ的主体在哪里(或如何)计算4到code[c]的幂

Answer 1

首先，让我们看一看约简函数：

reduce(lambda x,c: 4*x+code[c], pattern, 0)

这将使当前值乘以4，并从模式中添加当前元素。把这个写出来会是这样的：

1. x=0 (初始值) c="A"，结果是：4*x+code["A"] = code["A"]
2. x=code["A"] (以前的结果) c="C"，结果是`4*x+code"C“=4*代码”A“+ code"C"
3. x=4*code["A"] + code["C"]，c="G"，结果是4*x+code["G"] = 4*(4*code["A"] + code["C"]) + code["G"] = 4**2 * code["A"] + 4 * code["C"] + code["G"]
4. x=4**2 * code["A"] + 4 * code["C"] + code["G"]，c="T"，结果是4*x+code["T"] = 4*(4**2 * code["A"] + 4 * code["C"] + code["G"]) + code["T"] = 4**3 * code["A"] + 4**2 * code["C"] + 4 * code["G"] + code["T"]

它对每个序列元素具有正确的4能力。

所以诀窍在于4*x函数的reduce，它最终将模式中的第一个元素乘以4，确切地说是len-1倍，第二个元素乘以4 len-2倍等等。