Python标准库之循环器(itertools)介绍


Posted in Python onNovember 25, 2014

在循环对象和函数对象中,我们了解了循环器(iterator)的功能。循环器是对象的容器,包含有多个对象。通过调用循环器的next()方法 (__next__()方法,在Python 3.x中),循环器将依次返回一个对象。直到所有的对象遍历穷尽,循环器将举出StopIteration错误。

在for i in iterator结构中,循环器每次返回的对象将赋予给i,直到循环结束。使用iter()内置函数,我们可以将诸如表、字典等容器变为循环器。比如:

for i in iter([2, 4, 5, 6]):

    print(i)

标准库中的itertools包提供了更加灵活的生成循环器的工具。这些工具的输入大都是已有的循环器。另一方面,这些工具完全可以自行使用Python实现,该包只是提供了一种比较标准、高效的实现方式。这也符合Python“只有且最好只有解决方案”的理念。

# import the tools

from itertools import *

无穷循环器

count(5, 2)     #从5开始的整数循环器,每次增加2,即5, 7, 9, 11, 13, 15 ...
cycle('abc')    #重复序列的元素,既a, b, c, a, b, c ...
repeat(1.2)     #重复1.2,构成无穷循环器,即1.2, 1.2, 1.2, ...

repeat也可以有一个次数限制:

repeat(10, 5)   #重复10,共重复5次

函数式工具

函数式编程是将函数本身作为处理对象的编程范式。在Python中,函数也是对象,因此可以轻松的进行一些函数式的处理,比如map(), filter(), reduce()函数。

itertools包含类似的工具。这些函数接收函数作为参数,并将结果返回为一个循环器。

比如:

from itertools import *

rlt = imap(pow, [1, 2, 3], [1, 2, 3])

for num in rlt:

    print(num)

上面显示了imap函数。该函数与map()函数功能相似,只不过返回的不是序列,而是一个循环器。包含元素1, 4, 27,即1**1, 2**2, 3**3的结果。函数pow(内置的乘方函数)作为第一个参数。pow()依次作用于后面两个列表的每个元素,并收集函数结果,组成返回的循环器。

此外,还可以用下面的函数:

starmap(pow, [(1, 1), (2, 2), (3, 3)])

pow将依次作用于表的每个tuple。

ifilter函数与filter()函数类似,只是返回的是一个循环器。

ifilter(lambda x: x > 5, [2, 3, 5, 6, 7]

将lambda函数依次作用于每个元素,如果函数返回True,则收集原来的元素。6, 7

此外,

ifilterfalse(lambda x: x > 5, [2, 3, 5, 6, 7])

与上面类似,但收集返回False的元素。2, 3, 5
takewhile(lambda x: x < 5, [1, 3, 6, 7, 1])

当函数返回True时,收集元素到循环器。一旦函数返回False,则停止。1, 3
dropwhile(lambda x: x < 5, [1, 3, 6, 7, 1])

当函数返回False时,跳过元素。一旦函数返回True,则开始收集剩下的所有元素到循环器。6, 7, 1。

组合工具

我们可以通过组合原有循环器,来获得新的循环器。

chain([1, 2, 3], [4, 5, 7])      # 连接两个循环器成为一个。1, 2, 3, 4, 5, 7

product('abc', [1, 2])   # 多个循环器集合的笛卡尔积。相当于嵌套循环  

for m, n in product('abc', [1, 2]):

    print m, n

permutations('abc', 2)   # 从'abcd'中挑选两个元素,比如ab, bc, ... 将所有结果排序,返回为新的循环器。

注意,上面的组合分顺序,即ab, ba都返回。

combinations('abc', 2)   # 从'abcd'中挑选两个元素,比如ab, bc, ... 将所有结果排序,返回为新的循环器。

注意,上面的组合不分顺序,即ab, ba的话,只返回一个ab。

combinations_with_replacement('abc', 2) # 与上面类似,但允许两次选出的元素重复。即多了aa, bb, cc。

groupby()

将key函数作用于原循环器的各个元素。根据key函数结果,将拥有相同函数结果的元素分到一个新的循环器。每个新的循环器以函数返回结果为标签。

这就好像一群人的身高作为循环器。我们可以使用这样一个key函数: 如果身高大于180,返回"tall";如果身高底于160,返回"short";中间的返回"middle"。最终,所有身高将分为三个循环器,即"tall", "short", "middle"。

def height_class(h):

     if h > 180:

        return "tall"

     elif h < 160:

        return "short"

     else:

        return "middle"friends = [191, 158, 159, 165, 170, 177, 181, 182, 190] friends = sorted(friends, key = height_class)

 

for m, n in groupby(friends, key = height_class):

    print(m)

    print(list(n))

注意,groupby的功能类似于UNIX中的uniq命令。分组之前需要使用sorted()对原循环器的元素,根据key函数进行排序,让同组元素先在位置上靠拢。

其它工具

compress('ABCD', [1, 1, 1, 0])  # 根据[1, 1, 1, 0]的真假值情况,选择第一个参数'ABCD'中的元素。A, B, C
islice()                        # 类似于slice()函数,只是返回的是一个循环器
izip()                          # 类似于zip()函数,只是返回的是一个循环器。

总结

itertools的工具都可以自行实现。itertools只是提供了更加成形的解决方案。

Python 相关文章推荐
举例讲解Python中的死锁、可重入锁和互斥锁
Nov 05 Python
Python实现堆排序的方法详解
May 03 Python
python爬虫正则表达式之处理换行符
Jun 08 Python
对python内置map和six.moves.map的区别详解
Dec 19 Python
Python进阶之全面解读高级特性之切片
Feb 19 Python
如何使用Python标准库进行性能测试
Jun 25 Python
Python测试Kafka集群(pykafka)实例
Dec 23 Python
python列表推导和生成器表达式知识点总结
Jan 10 Python
keras绘制acc和loss曲线图实例
Jun 15 Python
python 中的命名空间,你真的了解吗?
Aug 19 Python
Python类class参数self原理解析
Nov 19 Python
Python测试框架pytest高阶用法全面详解
Jun 01 Python
Python标准库之sqlite3使用实例
Nov 25 #Python
Python标准库内置函数complex介绍
Nov 25 #Python
Python XML RPC服务器端和客户端实例
Nov 22 #Python
Python实现读取目录所有文件的文件名并保存到txt文件代码
Nov 22 #Python
python进程类subprocess的一些操作方法例子
Nov 22 #Python
Python读取环境变量的方法和自定义类分享
Nov 22 #Python
Python中的引用和拷贝浅析
Nov 22 #Python
You might like
PHP 配置文件中open_basedir选项作用
2009/07/19 PHP
thinkPHP+PHPExcel实现读取文件日期的方法(含时分秒)
2016/07/07 PHP
PHP+Redis链表解决高并发下商品超卖问题(实现原理及步骤)
2020/08/03 PHP
Javascript中的数学函数
2007/04/04 Javascript
javascript与CSS复习(二)
2010/06/29 Javascript
jQuery 表单验证扩展(三)
2010/10/20 Javascript
如何获取select下拉框的值(option没有及有value属性)
2013/11/08 Javascript
jQuery使用ajaxSubmit()提交表单示例
2014/04/04 Javascript
js数组方法扩展实现数组统计函数
2014/04/09 Javascript
node.js中的buffer.length方法使用说明
2014/12/14 Javascript
深入了解JavaScript中的Symbol的使用方法
2015/07/28 Javascript
js仿苹果iwatch外观的计时器代码分享
2015/08/26 Javascript
AngularJS转换响应内容
2016/01/27 Javascript
jQuery 实现ajax传入参数含有特殊字符的方法总结
2016/10/17 Javascript
js实现定时进度条完成后切换图片
2017/01/04 Javascript
原生JS实现瀑布流插件
2018/02/06 Javascript
Vue.js 动态为img的src赋值方法
2018/03/14 Javascript
vue弹窗组件使用方法
2018/04/28 Javascript
深入理解Vue keep-alive及实践总结
2019/08/21 Javascript
Vue页面手动刷新,实现导航栏激活项还原到初始状态
2020/08/06 Javascript
pyramid配置session的方法教程
2013/11/27 Python
Python实现将HTML转换成doc格式文件的方法示例
2017/11/20 Python
数组保存为txt, npy, csv 文件, 数组遍历enumerate的方法
2018/07/09 Python
python实现Zabbix-API监控
2018/09/17 Python
详解python函数的闭包问题(内部函数与外部函数详述)
2019/05/17 Python
使用Python求解带约束的最优化问题详解
2020/02/11 Python
利用 PyCharm 实现本地代码和远端的实时同步功能
2020/03/23 Python
Django框架请求生命周期实现原理
2020/11/13 Python
英国领先的葡萄酒专家:Majestic Wine
2017/05/30 全球购物
小学教师节活动方案
2014/01/31 职场文书
舞蹈教育学专业自荐信
2014/06/15 职场文书
2015年乡镇妇联工作总结
2015/05/19 职场文书
大学生村官工作心得体会
2016/01/23 职场文书
2019年英语版感谢信(8篇)
2019/09/29 职场文书
使用CSS连接数据库的方式
2022/02/28 HTML / CSS
vue实现省市区联动 element-china-area-data插件
2022/04/22 Vue.js