如何在Python中使用itertools

如何在Python中使用itertools？很多新手對(duì)此不是很清楚，為了幫助大家解決這個(gè)難題，下面小編將為大家詳細(xì)講解，有這方面需求的人可以來學(xué)習(xí)下，希望你能有所收獲。

iterator

循環(huán)器(iterator)是對(duì)象的容器，包含有多個(gè)對(duì)象。通過調(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

for i in iter([2, 4, 5, 6]):
 print i

標(biāo)準(zhǔn)庫中的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。

# import the tools
from itertools import *

無窮循環(huán)器

# 從5開始的整數(shù)循環(huán)器，每次增加2，即5, 7, 9, 11, 13, 15 ...
count(5, 2)  
# 重復(fù)序列的元素，既a, b, c, a, b, c ...
cycle('abc') 
# 重復(fù)1.2，構(gòu)成無窮循環(huán)器，即1.2, 1.2, 1.2, ...
repeat(1.2)  
# repeat也可以有一個(gè)次數(shù)限制:
repeat(10, 5) #重復(fù)5次10

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。

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):

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)類似，只是返回的是一個(gè)循環(huán)器。

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，則收集原來的元素：6, 7。

此外，

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

與上面類似，但收集返回False的元素：2, 3, 5。

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。

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

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

組合工具

我們可以通過組合原有循環(huán)器，來獲得新的循環(huán)器。

循環(huán)器和笛卡爾乘積

# 連接兩個(gè)循環(huán)器成為一個(gè)。1, 2, 3, 4, 5, 7
chain([1, 2, 3], [4, 5, 7]) 
# 多個(gè)循環(huán)器集合的笛卡爾積，相當(dāng)于嵌套循環(huán)。  
product('abc', [1, 2])

樣例如下

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

'''
a 1
a 2
b 1
b 2
c 1
c 2
'''

排列與組合

# 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。
permutations('abc', 2)

注意，上面的組合分順序，即ab, ba都返回。

# 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。
combinations('abc', 2)

注意，上面的組合不分順序，即ab, ba的話，只返回一個(gè)ab。

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

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”。

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

# 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
compress('ABCD', [1, 1, 1, 0]) 
# 類似于slice()函數(shù)，只是返回的是一個(gè)循環(huán)器
islice()      
# 類似于zip()函數(shù)，只是返回的是一個(gè)循環(huán)器
izip()

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