python(四)上:列表生成式、生成器、迭代器和内置函数

作者:金牛区福生殡葬服务部 来源:www.cdfsbz.com 发布时间:2017-09-11 13:44:34
python(四)上:列表生成式、生成器、迭代器和内置函数 目录 列表生成式
生成器
迭代器
内置函数 一、列表生成式

列表生成式即List Comprehensions,是Python内置的非常简单却强大的可以用来创建list的生成式。
举个例子,要生成list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]可以用list(range(1, 11)):

>>> list(range(1, 11)) [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

但如果要生成[1x1, 2x2, 3x3, …, 10x10]怎么做?方法一是循环:

>>> L = [] >>> for x in range(1, 11): ... L.append(x * x) ... >>> L [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

但是循环太繁琐,而列表生成式则可以用一行语句代替循环生成上面的list:

>>> [x * x for x in range(1, 11)] [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

还可以使用两层循环,可以生成全排列:

>>> [m + n for m in 'ABC' for n in 'XYZ'] ['AX', 'AY', 'AZ', 'BX', 'BY', 'BZ', 'CX', 'CY', 'CZ']

for循环其实可以同时使用两个甚至多个变量,比如dict的items()可以同时迭代key和value:

>>> d = {'x': 'A', 'y': 'B', 'z': 'C' } >>> for k, v in d.items(): ... print(k, '=', v) ... y = B x = A z = C

因此,列表生成式也可以使用两个变量来生成list:

>>> d = {'x': 'A', 'y': 'B', 'z': 'C' } >>> [k + '=' + v for k, v in d.items()] ['y=B', 'x=A', 'z=C']

把一个list中所有的字符串变成小写:

>>> L = ['Hello', 'World', 'IBM', 'Apple'] >>> [s.lower() for s in L] ['hello', 'world', 'ibm', 'apple']

最后列表生成器结合函数。

>>> def func(num): ... print(num) ... >>> [func(i) for i in range(3)] 0 1 2 [None, None, None] 二、生成器

通过列表生成式,可以创建一个列表。但是,受到内存限制,列表容量肯定是有限的。而且,创建一个包含100万个元素的列表,不仅占用很大的存储空间,如果我们仅仅需要访问前面几个元素,那后面绝大多数元素占用的空间都白白浪费了。

所以,如果列表元素可以按照某种算法推算出来,那我们是否可以在循环的过程中不断推算出后续的元素呢?这样就不必创建完整的list,从而节省大量的空间。在Python中,这种一边循环一边计算的机制,称为生成器:generator。

第一种方法,只要把一个列表生成式的[]改成()

要创建一个generator,有很多种方法。第一种方法很简单,只要把一个列表生成式的[]改成(),就创建了一个generator:

>>> L = [x * x for x in range(10)] >>> L [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81] >>> g = (x * x for x in range(10)) >>> g at 0x1022ef630>

如果要一个一个打印出来,可以通过next()函数获得generator的下一个返回值:

>>> next(g) 0 >>> next(g) 1 >>> next(g) 4 …… >>> next(g) 64 >>> next(g) 81 >>> next(g) Traceback (most recent call last): File "", line 1, in StopIteration

我们讲过,generator保存的是算法,每次调用next(g),就计算出g的下一个元素的值,直到计算到最后一个元素,没有更多的元素时,抛出StopIteration的错误。

当然,上面这种不断调用next(g)实在是太变态了,正确的方法是使用for循环,因为generator也是可迭代对象:

>>> g = (x * x for x in range(10)) >>> for n in g: ... print(n) 第二种方法,函数实现

generator非常强大。如果推算的算法比较复杂,用类似列表生成式的for循环无法实现的时候,还可以用函数来实现。
比如,著名的斐波拉契数列(Fibonacci),除第一个和第二个数外,任意一个数都可由前两个数相加得到:
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, …
斐波拉契数列用列表生成式写不出来,但是,用函数把它打印出来却很容易:

def fib(max): n, a, b = 0, 0, 1 while n < max: print(b) a, b = b, a + b n = n + 1 return 'done'

注意,赋值语句:

a, b = b, a + b # 错误以为,等同于一下: # a = b # b = a + b

其实,等同于:

t = (b, a + b) # t是一个tuple a = t[0] b = t[1]

但不必显式写出临时变量t就可以赋值。

上面的函数可以输出斐波那契数列的前N个数:

>>> fib(5) 1 1 2 3 5 done

fib函数实际上是定义了斐波拉契数列的推算规则,可以从第一个元素开始,推算出后续任意的元素,这种逻辑其实非常类似generator。
要把fib函数变成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: #print(b) yield b a,b = b,a+b n += 1 return 'done'

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