如何在Python中使用itertools

如何在Python中使用itertools？很多新手對此不是很清楚，為了幫助大家解決這個難題，下面小編將為大家詳細講解，有這方面需求的人可以來學習下，希望你能有所收獲。

iterator

循環器(iterator)是對象的容器，包含有多個對象。通過調用循環器的next()方法 (next()方法，在Python 3.x中)，循環器將依次返回一個對象。直到所有的對象遍歷窮盡，循環器將舉出StopIteration錯誤。

在for i in iterator結構中，循環器每次返回的對象將賦予給i，直到循環結束。使用iter()內置函數，我們可以將諸如表、字典等容器變為循環器。比如

for i in iter([2, 4, 5, 6]):
 print i

標準庫中的itertools包提供了更加靈活的生成循環器的工具。這些工具的輸入大都是已有的循環器。另一方面，這些工具完全可以自行使用Python實現，該包只是提供了一種比較標準、高效的實現方式。

# import the tools
from itertools import *

無窮循環器

# 從5開始的整數循環器，每次增加2，即5, 7, 9, 11, 13, 15 ...
count(5, 2)  
# 重復序列的元素，既a, b, c, a, b, c ...
cycle('abc') 
# 重復1.2，構成無窮循環器，即1.2, 1.2, 1.2, ...
repeat(1.2)  
# repeat也可以有一個次數限制:
repeat(10, 5) #重復5次10

函數式工具

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

itertools包含類似的工具。這些函數接收函數作為參數，并將結果返回為一個循環器。

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。該函數與map()函數功能相似，只不過返回的不是序列，而是一個循環器。包含元素1, 4, 27，即1**1, 2**2, 3**3的結果。函數pow(內置的乘方函數)作為第一個參數。pow()依次作用于后面兩個列表的每個元素，并收集函數結果，組成返回的循環器。

此外，還可以用下面的函數:

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

pow將依次作用于表的每個tuple。

ifilter函數與filter()函數類似，只是返回的是一個循環器。

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

將lambda函數依次作用于每個元素，如果函數返回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])

當函數返回True時，收集元素到循環器。一旦函數返回False，則停止：1, 3。

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

當函數返回False時，跳過元素。一旦函數返回True，則開始收集剩下的所有元素到循環器：6, 7, 1。

組合工具

我們可以通過組合原有循環器，來獲得新的循環器。

循環器和笛卡爾乘積

# 連接兩個循環器成為一個。1, 2, 3, 4, 5, 7
chain([1, 2, 3], [4, 5, 7]) 
# 多個循環器集合的笛卡爾積，相當于嵌套循環。  
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'中挑選兩個元素，比如ab, bc, ... 將所有結果排序，返回為新的循環器。
permutations('abc', 2)

注意，上面的組合分順序，即ab, ba都返回。

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

注意，上面的組合不分順序，即ab, ba的話，只返回一個ab。

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

groupby()

將key函數作用于原循環器的各個元素。根據key函數結果，將擁有相同函數結果的元素分到一個新的循環器。每個新的循環器以函數返回結果為標簽。

這就好像一群人的身高作為循環器。我們可以使用這樣一個key函數: 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循環器，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()對原循環器的元素，根據key函數進行排序，讓同組元素先在位置上靠攏。

其它工具

# 根據[1, 1, 1, 0]的真假值情況，選擇第一個參數'ABCD'中的元素。A, B, C
compress('ABCD', [1, 1, 1, 0]) 
# 類似于slice()函數，只是返回的是一個循環器
islice()      
# 類似于zip()函數，只是返回的是一個循環器
izip()

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