你知道Python的Itertools庫(kù)被認(rèn)為是Python的瑰寶嗎?一些用戶(hù)甚至認(rèn)為它是最酷和最令人驚嘆的Python庫(kù)之一。我們可以使用Itertools模塊來(lái)豐富我們的應(yīng)用程序，并在更短的時(shí)間內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)可靠的工作解決方案。

本文將幫助讀者理解如何在項(xiàng)目中使用Itertools模塊。

文章分為三個(gè)部分，每個(gè)部分將解釋Itertools庫(kù)的特定功能。具體來(lái)說(shuō):

• 無(wú)限的迭代器
• 終止迭代器
• 組合迭代器

一、概念簡(jiǎn)介

1. ​什么是迭代器?

迭代器是由__next__方法組成的對(duì)象。它有一個(gè)狀態(tài)。狀態(tài)用于記住迭代期間的執(zhí)行。因此，迭代器知道它的當(dāng)前狀態(tài)，這使它的內(nèi)存效率高。這就是為什么在內(nèi)存高效和快速的應(yīng)用程序中使用迭代器的原因。

我們可以打開(kāi)無(wú)限的數(shù)據(jù)流(比如讀取文件)并獲取下一項(xiàng)(比如文件中的下一行)。然后我們可以對(duì)項(xiàng)目執(zhí)行一個(gè)操作，并繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè)項(xiàng)目。這可能意味著我們可以有一個(gè)返回?zé)o限個(gè)元素的迭代器，因?yàn)槲覀冎恍枰喇?dāng)前項(xiàng)。

當(dāng)沒(méi)有下一個(gè)要返回的項(xiàng)時(shí)，迭代器會(huì)引發(fā)StopIteration異常。

2. 什么是可迭代的?

iterable是可以返回迭代器的對(duì)象。它有一個(gè)__iter__方法返回一個(gè)迭代器。iterable也是一個(gè)我們可以循環(huán)并可以調(diào)用iter()的對(duì)象。它有一個(gè)__getitem__方法，它可以從0開(kāi)始去連續(xù)索引(并在索引不再有效時(shí)引發(fā)一個(gè)IndexError)。

3. 什么是Itertools?

Itertools是Python模塊，是Python 3標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的一部分。它允許我們?cè)诘魃蠄?zhí)行高效的內(nèi)存和計(jì)算任務(wù)。它的靈感來(lái)自APL、Haskell和SML的構(gòu)造。

從本質(zhì)上講，該模塊包含許多快速且內(nèi)存效率高的方法，這些方法可以幫助我們用純Python簡(jiǎn)潔而高效地構(gòu)建應(yīng)用程序。

二、無(wú)限迭代器

如果我們想構(gòu)造一個(gè)返回?zé)o限均勻間隔值的迭代器呢?或者，如果我們必須從迭代器生成一個(gè)元素循環(huán)呢?或者，也許我們想要重復(fù)迭代器的元素?

itertools庫(kù)提供了一組函數(shù)，我們可以使用這些函數(shù)來(lái)執(zhí)行所需的所有功能。

本節(jié)中列出的三個(gè)函數(shù)構(gòu)造并返回可以是無(wú)限項(xiàng)流的迭代器。

1. Count

作為實(shí)例，我們可以生成一個(gè)等距值的無(wú)限序列：

start = 10 
stop = 1 
my_counter = it.count(start, stop) 
for i in my_counter: 
    # this loop will run for ever 
    print(i) 

結(jié)果：

10 
11 
12 
13 
14 
15 

2. Cycle

我們可以使用cycle方法從輸入中生成無(wú)限循環(huán)的元素。

該方法的輸入需要是可迭代的對(duì)象，比如列表、字符串或字典等：

my_cycle = it.cycle('Python') 
for i in my_cycle:    print(i) 

結(jié)果：

P 
ythonPythonP 

3. Repeat

要重復(fù)一個(gè)項(xiàng)(例如字符串或集合)，可以使用repeat()函數(shù)：

to_repeat = 'FM' 
how_many_times = 4 
my_repeater = it.repeat(to_repeat, how_many_times)for i in my_repeater:    print(i)#Prints 
FM 
FM 
FM 
FM 

這將重復(fù)字符串“FM”4次。如果我們不提供第二個(gè)參數(shù)，那么它將無(wú)限次重復(fù)這個(gè)字符串。

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三、終止迭代器

在本節(jié)中，我將說(shuō)明終止迭代的強(qiáng)大特性。這些函數(shù)可以用于許多場(chǎng)景，例如：

• 我們可能有很多迭代，我們想在一個(gè)序列中一個(gè)一個(gè)地對(duì)所有迭代的元素執(zhí)行一個(gè)操作。
• 或者當(dāng)我們有很多函數(shù)想要對(duì)iterable的每個(gè)元素執(zhí)行時(shí)
• 或者有時(shí)我們就從迭代器中刪除元素，然后對(duì)其他元素執(zhí)行操作。

1. Chain

這個(gè)方法允許我們創(chuàng)建一個(gè)迭代器，它返回序列中所有輸入迭代中的元素，直到?jīng)]有元素剩下為止。因此，它可以將連續(xù)序列視為單個(gè)序列。

chain = it.chain([1,2,3], ['a','b','c'], ['End']) 
for i in chain:    print(i) 

結(jié)果：

1 
23abcEnd 

2. Drop While

我們可以傳遞一個(gè)iterable和一個(gè)條件，這個(gè)方法將開(kāi)始對(duì)每個(gè)元素計(jì)算條件，直到條件對(duì)一個(gè)元素返回False為止。一旦某個(gè)元素的條件值為False，該函數(shù)將返回可迭代的其余元素。

例如，假設(shè)我們有一個(gè)作業(yè)列表，并且我們希望遍歷元素，并且只有在不滿(mǎn)足條件時(shí)才返回元素。一旦條件的值為False，我們期望返回迭代器的其余元素。

jobs = ['job1', 'job2', 'job3', 'job10', 'job4', 'job5'] 
dropwhile = it.dropwhile(lambda x : len(x)==4, jobs) 
for i in dropwhile: 
    print(i) 

結(jié)果：

job10 
job4job5 

該方法返回了上面的三項(xiàng)，因?yàn)樵豭ob10的長(zhǎng)度不等于4個(gè)字符，因此返回了job10和其他元素。

3. Take While

這個(gè)方法與dropwhile()方法相反。本質(zhì)上，它返回一個(gè)iterable的所有元素，直到第一個(gè)條件返回False，然后它不返回任何其他元素。

例如，假設(shè)我們有一個(gè)作業(yè)列表，并且希望在不滿(mǎn)足條件時(shí)立即停止返回作業(yè)。

jobs = ['job1', 'job2', 'job3', 'job10', 'job4', 'job5'] 
takewhile = it.takewhile(lambda x : len(x)==4, jobs) 
for i in takewhile: 
    print(i) 

結(jié)果：

job1 
job2job3 

4. GroupBy

這個(gè)函數(shù)在將可迭代的連續(xù)元素分組之后構(gòu)造一個(gè)迭代器。該函數(shù)返回一個(gè)鍵、值對(duì)的迭代器，其中鍵是組鍵，值是按鍵分組的連續(xù)元素的集合。

考慮以下代碼片段：

iterable = 'FFFAARRHHHAADDMMAAALLIIKKK' 
my_groupby = it.groupby(iterable)for key, group in my_groupby: 
    print('Key:', key) 
    print('Group:', list(group)) 

注意，group屬性是可迭代的，因此我將其具體化為一個(gè)列表。

因此，這將打?。?/p>

Key: F 
Group: [‘F’, ‘F’, ‘F’] 
Key: A 
Group: [‘A’, ‘A’] 
Key: R 
Group: [‘R’, ‘R’] 
Key: H 
Group: [‘H’, ‘H’, ‘H’] 
Key: A 
Group: [‘A’, ‘A’] 
Key: D 
Group: [‘D’, ‘D’] 
Key: M 
Group: [‘M’, ‘M’] 
Key: A 
Group: [‘A’, ‘A’, ‘A’] 
Key: L 
Group: [‘L’, ‘L’] 
Key: I 
Group: [‘I’, ‘I’] 
Key: K 
Group: [‘K’, ‘K’, ‘K’] 

5. Tee

該方法可以拆分一個(gè)迭代，并從輸入中生成新的迭代。輸出也是一個(gè)迭代器，它返回給定數(shù)量的項(xiàng)的可迭代值。為了更好地理解它，請(qǐng)看下面的代碼片段：

iterable = 'FM' 
tee = it.tee(iterable, 5) 
for i in tee:    print(list(i)) 

這個(gè)方法返回整個(gè)可迭代FM, 5次：

[‘F’, ‘M’] 
[‘F’, ‘M’][‘F’, ‘M’][‘F’, ‘M’][‘F’, ‘M’] 

四、組合迭代器

1. Permutations

通過(guò)使用permutation方法，我們可以創(chuàng)建一個(gè)迭代器來(lái)返回輸入iterable中元素的連續(xù)排列。

我們可以傳入一個(gè)參數(shù)來(lái)指定排列的長(zhǎng)度。它默認(rèn)為可迭代的長(zhǎng)度。

這意味著當(dāng)缺少長(zhǎng)度時(shí)，該方法將生成所有可能的全長(zhǎng)排列。

iterable = 'FM1' 
length = 2 
permutations = it.permutations(iterable, length) 
for i in permutations: 
    print(i) 

結(jié)果：

(‘F’, ‘M’, ‘1’) 
(‘F’, ‘1’, ‘M’)(‘M’, ‘F’, ‘1’)(‘M’, ‘1’, ‘F’)(‘1’, ‘F’, ‘M’)(‘1’, ‘M’, ‘F’) 

如果長(zhǎng)度為2，則生成：

(‘F’, ‘M’) 
(‘F’, ‘1’)(‘M’, ‘F’)(‘M’, ‘1’)(‘1’, ‘F’)(‘1’, ‘M’)(‘F’, ‘M’)(‘F’, ‘1’)(‘M’, ‘1’) 

2. Combinations

最后，我想解釋一下如何生成iterable的組合。

給定一個(gè)可迭代器，我們可以構(gòu)造一個(gè)迭代器來(lái)返回給定長(zhǎng)度的元素的子序列。

根據(jù)它們的位置，元素被視為唯一的，并且只返回不同的元素。

iterable = 'FM1' 
combinations = it.combinations(iterable, 2) 
for i in combinations:    print(i) 

結(jié)果：

(‘F’, ‘M’) 
(‘F’, ‘1’)(‘M’, ‘1’) 

英文原文：

https://medium.com/fintechexplained/advanced-python-itertools-library-the-gem-of-python-language-99da37dfcca2