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  • Python之高级特性(切片,迭代,列表生成式,生成器)

    切片

    取list或者tuple中的部分元素采用切片操作。

    在list中取前N个元素,也就是索引为0-(N-1)的元素,可以用循环:

    >>> r = []
    >>> n = 3
    >>> for i in range(n):
    ...     r.append(L[i])
    ...
    >>> r
    ['Michael', 'Sarah', 'Tracy']

    取list中前3个元素,用一行代码就可以完成切片:

    >>>L[0:3]

    ['Michael', 'Sarah', 'Tracy']

    L[0:3]表示,从索引0开始取,直到索引3为止,但不包括索引3.既索引0,1,2这三个元素。如果第一个索引是0还可以省略0。即为L[:3]。

    L[1:3]表示从1开始,取出2个元素。

    此外,python支持L[-1]取倒数第一个元素,那么python同样支持倒数切片。倒数第一个元素是-1.

    取后10个数:

    >>>L[-10:]

    取前11-20个数:

    >>>L[10:20]

    前10个数字,每2个取一个:

    >>>L[:10:2]

    [0,2,4,6,8]

    所有数,每5个取一个:

    >>>L[::5]

    甚至什么都不写,只写[:]就可以原样复制一个list:

    tuple也是一种list,唯一区别是tuple不可变。因此,tuple也可以用切片操作,只是操作的结果仍是tuple:

    >>>(0,1,2,3,4,5,6)[:3]

    (0,1,2)

    字符串'xxx'也可以看成是一种list,每个元素就是一个字符。因此,字符串也可以用切片操作,只是操作结果仍是字符串:

    >>>'acdsgag'[:3]

    'acd'

    >>>'adfzxcqwe'[:2]

    'dzcw'

    迭代:

    如果给定一个list或tuple,我们可以通过for循环来遍历这个list或tuple,这种遍历我们称 迭代(Iteration)。

    在Python中,迭代是通过for...in来完成的,而很多语言比如c或者java,迭代list是 通过下标完成的,比如Java代码:

    dict的迭代:

    >>>d = {'a':1, 'b':2, 'c':3}

    >>> for key in d:

        print(key)

    a

    b

    c

    如何判断一个对象是可迭代对象呢?方法是通过collections模块的Iterable类型判断:

    >>> from collections import Iterable
    >>> isinstance('abc', Iterable) # str是否可迭代
    True
    >>> isinstance([1,2,3], Iterable) # list是否可迭代
    True
    >>> isinstance(123, Iterable) # 整数是否可迭代
    False
    Python内置的enumerate函数可以把一个list变成索引-元素对,这样就可以在for循环中同时迭代索引和元素本身:
    >>> for i, value in enumerate(['A', 'B', 'C']):
    ...     print(i, value)
    ...
    0 A
    1 B
    2 C
    for循环里,同时引用了两个变量,在Python里是很常见的,比如下面的代码:
    >>> for x, y in [(1, 1), (2, 4), (3, 9)]:
    ...     print(x, y)
    ...
    1 1
    2 4
    3 9
    生成器:
    创建一个list[]和tuple(),list中的每一个元素可以打印出来,而tuple是一个generator。可以通过next()函数获得generator的下一个返回值:或者使用for循环。因为generator也是一个可迭代的对象。
    g=(x*x for x in range(10))
      for n in g:
        print(n)
    0
    1
    4
    9
    16
    25
    36
    49
    64
    81
    斐波拉契数列,用函数打印出来:
    def fib(max):
      n,a,b=0,0,1
      while n<max:
        print(b)
        a,b=b,a+b #赋值语句 相当于 t=(b,a+b)其中t是一个tuple a=t[0] b=t[1]
        n=n+1
      return 'done'

    >>> fib(6)
    1
    1
    2
    3
    5
    8
    'done'
    上面的函数和generator仅一步之遥。要把fib函数转换成generator,只需要把print(b)改为yield b 就可以了:
    def fib(max):
      n,a,b = 0,0,1
      while n<max:
        yield b
        a, b=b, a+b
        n = n+1
      return 'done'
    这就是定义generator的另外一种方法。如果一个函数定义中包含yield关键字,那么这个函数不再是一个普通函数,而是一个generator:
    >>> f = fib(6)
    >>> f

    generator和函数的执行顺序不一样。generator是在每次调用next()的时候执行。遇到yield语句返回,再次执行的时候从上次返回的yield语句处继续执行。
    def odd():
        print('step 1')
        yield 1
        print('step 2')
        yield(3) print('step 3')
        yield(5)
    调用该generator时,首先要生成一个generator对象,然后用next()函数不断获得下一个返回值:
    >>>o = odd()
    >>>next(o)
    step 1
    1
    >>> next(o)
    step 2
    3
    >>> next(o)
    step 3
    5
    >>> next(o)

    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    StopIteration

    可以看到,odd不是普通函数,而是generator,在执行过程中,遇到yield就中断,下次又继续执行。执行3次yield后,已经没有yield可以执行了,所以,第4次调用next(o)就报错。
    把函数改成generator后,我们基本上从来不会用next()来获取下一个返回值,而是直接使用for循环来迭代:
    >>>for n in fib(6)
      print(n)
    1
    1
    2
    3
    5
    8

    但是用for循环调用generator时,发现拿不到generator的return语句的返回值。如果想要拿到返回值,必须捕获StopIteration错误,返回值包含在StopIterationvalue中:
    >>> g = fib(6)
    >>> while True:
    ...     try:
    ...         x = next(g)
    ...         print('g:', x)
    ...     except StopIteration as e:
    ...         print('Generator return value:', e.value)
    ...         break
    ...
    g: 1
    g: 1
    g: 2
    g: 3
    g: 5
    g: 8
    Generator return value: done
    迭代器
    直接作用于for循环的数据类型有以下几种:
    一类是集合数据类型,如:List,tuple,dict,set, str等;
    一类是generator;包括生成器和带yield的generator function。
    这些可以直接作用于for循环的对象统称为可迭代对象:Itemable。
    可以使用isinstance()判断一个对象是否是Itemable对象:
    >>> from collections import Iterable
    >>> isinstance([], Iterable)
    True
    >>> isinstance({}, Iterable)
    True
    >>> isinstance('abc', Iterable)
    True
    >>> isinstance((x for x in range(10)), Iterable)
    True
    >>> isinstance(100, Iterable)
    False
    可以使用isinstance()判断一个对象是否是Iterator对象:生成器都是Iterator对象,但listdictstr虽然是Iterable,却不是Iterator
    listdictstrIterable变成Iterator可以使用iter()函数:
    >>> isinstance(iter([]), Iterator)
    True
    >>> isinstance(iter('abc'), Iterator)
    True

    凡是可作用于for循环的对象都是Iterable类型;

    凡是可作用于next()函数的对象都是Iterator类型,它们表示一个惰性计算的序列;

    集合数据类型如listdictstr等是Iterable但不是Iterator,不过可以通过iter()函数获得一个Iterator对象。

    Python的for循环本质上就是通过不断调用next()函数实现的,例如:

    for x in [1, 2, 3, 4, 5]:
        pass
    

    实际上完全等价于:

    # 首先获得Iterator对象:
    it = iter([1, 2, 3, 4, 5])
    # 循环:
    while True:
        try:
            # 获得下一个值:
            x = next(it)
        except StopIteration:
            # 遇到StopIteration就退出循环
            break




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