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服务器之家 - 脚本之家 - Python - Python 迭代器工具包【推荐】

Python 迭代器工具包【推荐】

2020-08-22 09:27wulei Python

迭代器工具在产生数据的时候将会显得非常便捷、高效,掌握了这些基本的方法之后,通过简单的组合就可以获得更多迭代器工具。

  原文:https://git.io/pytips

  0x01 介绍了迭代器的概念,即定义了 __iter__() __next__() 方法的对象,或者通过 yield 简化定义的“可迭代对象”,而在一些函数式编程语言(见 0x02 Python 中的函数式编程)中,类似的迭代器常被用于产生特定格式的列表(或序列),这时的迭代器更像是一种数据结构而非函数(当然在一些函数式编程语言中,这两者并无本质差异)。Python 借鉴了 APL, Haskell, and SML 中的某些迭代器的构造方法,并在 itertools 中实现(该模块是通过 C 实现,源代码:/Modules/itertoolsmodule.c)。

  itertools 模块提供了如下三类迭代器构建工具:

  无限迭代

  整合两序列迭代

  组合生成器

  1. 无限迭代

  所谓无限(infinite)是指如果你通过 for...in... 的语法对其进行迭代,将陷入无限循环,包括:

  

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count(start, [step])
 
  cycle(p)
 
  repeat(elem [,n])

  从名字大概可以猜出它们的用法,既然说是无限迭代,我们自然不会想要将其所有元素依次迭代取出,而通常是结合 map/zip 等方法,将其作为一个取之不尽的数据仓库,与有限长度的可迭代对象进行组合操作:

  

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from itertools import cycle, count, repeat
print(count.__doc__)
  count(start=0, step=1) --> count object
  Return a count object whose .__next__() method returns consecutive values.
  Equivalent to:
  def count(firstval=0, step=1):
  x = firstval
  while 1:
  yield x
  x += step
  counter = count()
  print(next(counter))
  print(next(counter))
  print(list(map(lambda x, y: x+y, range(10), counter)))
  odd_counter = map(lambda x: 'Odd#{}'.format(x), count(1, 2))
  print(next(odd_counter))
  print(next(odd_counter))
 
  0
 
  1
 
  [2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20]
 
  Odd#1
 
  Odd#3
 
  print(cycle.__doc__)
 
  cycle(iterable) --> cycle object
 
  Return elements from the iterable until it is exhausted.
 
  Then repeat the sequence indefinitely.
 
  cyc = cycle(range(5))
 
  print(list(zip(range(6), cyc)))
 
  print(next(cyc))
 
  print(next(cyc))
 
  [(0, 0), (1, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4), (5, 0)]
 
  1
 
  2
 
  print(repeat.__doc__)
 
  repeat(object [,times]) -> create an iterator which returns the object
 
  for the specified number of times. If not specified, returns the object
 
  endlessly.
 
  print(list(repeat('Py', 3)))
 
  rep = repeat('p')
 
  print(list(zip(rep, 'y'*3)))
 
  ['Py', 'Py', 'Py']
 
  [('p', 'y'), ('p', 'y'), ('p', 'y')]

  2. 整合两序列迭代

  所谓整合两序列,是指以两个有限序列为输入,将其整合操作之后返回为一个迭代器,最为常见的 zip 函数就属于这一类别,只不过 zip 是内置函数。这一类别完整的方法包括:

 

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accumulate()
 
 chain()/chain.from_iterable()
 
 compress()
 
 dropwhile()/filterfalse()/takewhile()
 
 groupby()
 
 islice()
 
 starmap()
 
 tee()
 
 zip_longest()

  这里就不对所有的方法一一举例说明了,如果想要知道某个方法的用法,基本通过 print(method.__doc__) 就可以了解,毕竟 itertools 模块只是提供了一种快捷方式,并没有隐含什么深奥的算法。这里只对下面几个我觉得比较有趣的方法进行举例说明。

  

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from itertools import cycle, compress, islice, takewhile, count
 
  # 这三个方法(如果使用恰当)可以限定无限迭代
 
  # print(compress.__doc__)
 
  print(list(compress(cycle('PY'), [1, 0, 1, 0])))
 
  # 像操作列表 l[start:stop:step] 一样操作其它序列
 
  # print(islice.__doc__)
 
  print(list(islice(cycle('PY'), 0, 2)))
 
  # 限制版的 filter
 
  # print(takewhile.__doc__)
 
  print(list(takewhile(lambda x: x < 5, count())))
 
  ['P', 'P']
 
  ['P', 'Y']
 
  [0, 1, 2, 3, 4]
 
  from itertools import groupby
 
  from operator import itemgetter
 
  print(groupby.__doc__)
 
  for k, g in groupby('AABBC'):
 
  print(k, list(g))
 
  db = [dict(name='python', script=True),
 
  dict(name='c', script=False),
 
  dict(name='c++', script=False),
 
  dict(name='ruby', script=True)]
 
  keyfunc = itemgetter('script')
 
  db2 = sorted(db, key=keyfunc) # sorted by `script'
 
  for isScript, langs in groupby(db2, keyfunc):
 
  print(', '.join(map(itemgetter('name'), langs)))
 
  groupby(iterable[, keyfunc]) -> create an iterator which returns
 
  (key, sub-iterator) grouped by each value of key(value).
 
  A ['A', 'A']
 
  B ['B', 'B']
 
  C ['C']
 
  c, c++
 
  python, ruby
 
  from itertools import zip_longest
 
  # 内置函数 zip 以较短序列为基准进行合并,
 
  # zip_longest 则以最长序列为基准,并提供补足参数 fillvalue
 
  # Python 2.7 中名为 izip_longest
 
  print(list(zip_longest('ABCD', '123', fillvalue=0)))
 
  [('A', '1'), ('B', '2'), ('C', '3'), ('D', 0)]

  3. 组合生成器

  关于生成器的排列组合: 

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product(*iterables, repeat=1):两输入序列的笛卡尔乘积
 
  permutations(iterable, r=None):对输入序列的完全排列组合
 
  combinations(iterable, r):有序版的排列组合
 
  combinations_with_replacement(iterable, r):有序版的笛卡尔乘积
 
  from itertools import product, permutations, combinations, combinations_with_replacement
 
  print(list(product(range(2), range(2))))
 
  print(list(product('AB', repeat=2)))
 
  [(0, 0), (0, 1), (1, 0), (1, 1)]
 
  [('A', 'A'), ('A', 'B'), ('B', 'A'), ('B', 'B')]
 
  print(list(combinations_with_replacement('AB', 2)))
 
  [('A', 'A'), ('A', 'B'), ('B', 'B')]
 
  # 赛马问题:4匹马前2名的排列组合(A^4_2)
 
  print(list(permutations('ABCDE', 2)))
 
  [('A', 'B'), ('A', 'C'), ('A', 'D'),
 ('A', 'E'), ('B', 'A'), ('B', 'C'),
 ('B', 'D'), ('B', 'E'), ('C', 'A'),
 ('C', 'B'), ('C', 'D'), ('C', 'E'),
 ('D', 'A'), ('D', 'B'), ('D', 'C'),
 ('D', 'E'), ('E', 'A'), ('E', 'B'), ('E', 'C'), ('E', 'D')]
 
  # 彩球问题:4种颜色的球任意抽出2个的颜色组合(C^4_2)
 
  print(list(combinations('ABCD', 2)))
 
  [('A', 'B'), ('A', 'C'), ('A', 'D'), ('B', 'C'), ('B', 'D'), ('C', 'D')]

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