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Python標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)之循環(huán)器(itertools)介紹

更新時(shí)間：2014年11月25日 09:35:34 投稿：junjie

這篇文章主要介紹了Python標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)之循環(huán)器(itertools)介紹,本文講解了無(wú)窮循環(huán)器、函數(shù)式工具、組合工具、groupby()、其它工具等內(nèi)容,需要的朋友可以參考下

在循環(huán)對(duì)象和函數(shù)對(duì)象中，我們了解了循環(huán)器(iterator)的功能。循環(huán)器是對(duì)象的容器，包含有多個(gè)對(duì)象。通過(guò)調(diào)用循環(huán)器的next()方法 (__next__()方法，在Python 3.x中)，循環(huán)器將依次返回一個(gè)對(duì)象。直到所有的對(duì)象遍歷窮盡，循環(huán)器將舉出StopIteration錯(cuò)誤。

在for i in iterator結(jié)構(gòu)中，循環(huán)器每次返回的對(duì)象將賦予給i，直到循環(huán)結(jié)束。使用iter()內(nèi)置函數(shù)，我們可以將諸如表、字典等容器變?yōu)檠h(huán)器。比如:

復(fù)制代碼代碼如下:

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

    print(i)

標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的itertools包提供了更加靈活的生成循環(huán)器的工具。這些工具的輸入大都是已有的循環(huán)器。另一方面，這些工具完全可以自行使用Python實(shí)現(xiàn)，該包只是提供了一種比較標(biāo)準(zhǔn)、高效的實(shí)現(xiàn)方式。這也符合Python“只有且最好只有解決方案”的理念。

復(fù)制代碼代碼如下:

# import the tools

from itertools import *

無(wú)窮循環(huán)器

count(5, 2)     #從5開(kāi)始的整數(shù)循環(huán)器，每次增加2，即5, 7, 9, 11, 13, 15 ...
cycle('abc')    #重復(fù)序列的元素，既a, b, c, a, b, c ...
repeat(1.2)     #重復(fù)1.2，構(gòu)成無(wú)窮循環(huán)器，即1.2, 1.2, 1.2, ...

repeat也可以有一個(gè)次數(shù)限制:

repeat(10, 5) #重復(fù)10，共重復(fù)5次

函數(shù)式工具

函數(shù)式編程是將函數(shù)本身作為處理對(duì)象的編程范式。在Python中，函數(shù)也是對(duì)象，因此可以輕松的進(jìn)行一些函數(shù)式的處理，比如map(), filter(), reduce()函數(shù)。

itertools包含類(lèi)似的工具。這些函數(shù)接收函數(shù)作為參數(shù)，并將結(jié)果返回為一個(gè)循環(huán)器。

比如：

復(fù)制代碼代碼如下:

from itertools import *

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

for num in rlt:

    print(num)

上面顯示了imap函數(shù)。該函數(shù)與map()函數(shù)功能相似，只不過(guò)返回的不是序列，而是一個(gè)循環(huán)器。包含元素1, 4, 27，即1**1, 2**2, 3**3的結(jié)果。函數(shù)pow(內(nèi)置的乘方函數(shù))作為第一個(gè)參數(shù)。pow()依次作用于后面兩個(gè)列表的每個(gè)元素，并收集函數(shù)結(jié)果，組成返回的循環(huán)器。

此外，還可以用下面的函數(shù):

復(fù)制代碼代碼如下:

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

pow將依次作用于表的每個(gè)tuple。

ifilter函數(shù)與filter()函數(shù)類(lèi)似，只是返回的是一個(gè)循環(huán)器。

復(fù)制代碼代碼如下:

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

將lambda函數(shù)依次作用于每個(gè)元素，如果函數(shù)返回True，則收集原來(lái)的元素。6, 7

此外，

復(fù)制代碼代碼如下:

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

與上面類(lèi)似，但收集返回False的元素。2, 3, 5

復(fù)制代碼代碼如下:

takewhile(lambda x: x < 5, [1, 3, 6, 7, 1])

當(dāng)函數(shù)返回True時(shí)，收集元素到循環(huán)器。一旦函數(shù)返回False，則停止。1, 3

復(fù)制代碼代碼如下:

dropwhile(lambda x: x < 5, [1, 3, 6, 7, 1])

當(dāng)函數(shù)返回False時(shí)，跳過(guò)元素。一旦函數(shù)返回True，則開(kāi)始收集剩下的所有元素到循環(huán)器。6, 7, 1。

組合工具

我們可以通過(guò)組合原有循環(huán)器，來(lái)獲得新的循環(huán)器。

復(fù)制代碼代碼如下:

chain([1, 2, 3], [4, 5, 7])      # 連接兩個(gè)循環(huán)器成為一個(gè)。1, 2, 3, 4, 5, 7

product('abc', [1, 2])   # 多個(gè)循環(huán)器集合的笛卡爾積。相當(dāng)于嵌套循環(huán)  

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

    print m, n

permutations('abc', 2) # 從'abcd'中挑選兩個(gè)元素，比如ab, bc, ... 將所有結(jié)果排序，返回為新的循環(huán)器。

注意，上面的組合分順序，即ab, ba都返回。

combinations('abc', 2) # 從'abcd'中挑選兩個(gè)元素，比如ab, bc, ... 將所有結(jié)果排序，返回為新的循環(huán)器。

注意，上面的組合不分順序，即ab, ba的話，只返回一個(gè)ab。

combinations_with_replacement('abc', 2) # 與上面類(lèi)似，但允許兩次選出的元素重復(fù)。即多了aa, bb, cc。

groupby()

將key函數(shù)作用于原循環(huán)器的各個(gè)元素。根據(jù)key函數(shù)結(jié)果，將擁有相同函數(shù)結(jié)果的元素分到一個(gè)新的循環(huán)器。每個(gè)新的循環(huán)器以函數(shù)返回結(jié)果為標(biāo)簽。

這就好像一群人的身高作為循環(huán)器。我們可以使用這樣一個(gè)key函數(shù): 如果身高大于180，返回"tall"；如果身高底于160，返回"short";中間的返回"middle"。最終，所有身高將分為三個(gè)循環(huán)器，即"tall", "short", "middle"。

復(fù)制代碼代碼如下:

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的功能類(lèi)似于UNIX中的uniq命令。分組之前需要使用sorted()對(duì)原循環(huán)器的元素，根據(jù)key函數(shù)進(jìn)行排序，讓同組元素先在位置上靠攏。

其它工具

compress('ABCD', [1, 1, 1, 0]) # 根據(jù)[1, 1, 1, 0]的真假值情況，選擇第一個(gè)參數(shù)'ABCD'中的元素。A, B, C
islice() # 類(lèi)似于slice()函數(shù)，只是返回的是一個(gè)循環(huán)器
izip() # 類(lèi)似于zip()函數(shù)，只是返回的是一個(gè)循環(huán)器。

總結(jié)

itertools的工具都可以自行實(shí)現(xiàn)。itertools只是提供了更加成形的解決方案。

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