python3精簡筆記(三)——高級特性

Python中 1行代碼能實(shí)現(xiàn)的功能,決不寫5行代碼。請始終牢記,代碼越少,開發(fā)效率越高。

切片

取一個(gè)list或tuple的部分元素是非常常見的操作。Python提供了切片(Slice)操作符

L = ['老于', '小王', '小明', 'Bob', 'Jack']
print(L[0:3]);

輸出結(jié)果

['老于', '小王', '小明']

L[0:3]表示,從索引0開始取,直到索引3為止,但不包括索引3

如果個(gè)索引是0,還可以省略:

>>> L[:3]
['老于', '小王', '小明']

既然Python支持L[-1]取倒數(shù)第一個(gè)元素,那么它同樣支持倒數(shù)切片,試試:

>>> L[-2:]
['Bob', 'Jack']
>>> L[-2:-1]
['Bob']

切片高級用法

通過range(100)生成包含0-99的list

>>>L = list(range(100))

所有數(shù),每5個(gè)取一個(gè):

>>> L[::5]
[0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95]

tuple也是一種list,唯一區(qū)別是tuple不可變。因此,tuple也可以用切片操作,只是操作的結(jié)果仍是tuple:

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

迭代

Python的for循環(huán)要比Java中的強(qiáng)大許多

只要是可迭代對象,無論有無下標(biāo),都可以迭代,比如dict就可以迭代:

>>> d = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
>>> for key in d:
... print(key)
...
a
c
b

因?yàn)閐ict的存儲(chǔ)不是按照list的方式順序排列,所以,迭代出的結(jié)果順序很可能不一樣。

默認(rèn)情況下,dict迭代的是key。如果要迭代value,可以用

for value in d.values()

如果要同時(shí)迭代keyvalue,可以用

for k, v in d.items()

字符串也是可迭代對象:

>>> for ch in 'ABC':
... print(ch)
...
A
B
C

通過collections模塊的Iterable類型可以判斷當(dāng)前類型是否可以迭代:

>>> 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) # 整數(shù)是否可迭代
False

如果要對list實(shí)現(xiàn)類似Java那樣的下標(biāo)循環(huán)怎么辦?

Python內(nèi)置的enumerate函數(shù)可以把一個(gè)list變成索引-元素對,這樣就可以在for循環(huán)中同時(shí)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

上面的for循環(huán)里,同時(shí)引用了兩個(gè)變量,在Python里是很常見的,比如下面的代碼:

>>> for x, y in [(1, 1), (2, 4), (3, 9)]:
... print(x, y)
...
1 1
2 4
3 9

列表生成式

如果要生成[1x1, 2x2, 3x3, ..., 10x10]怎么做?

方法一是循環(huán):

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

但是循環(huán)太繁瑣,而列表生成式則可以用一行語句代替循環(huán)生成上面的list:

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

寫列表生成式時(shí),把要生成的元素x * x放到前面,后面跟for循環(huán),就可以把list創(chuàng)建出來。

for循環(huán)后面還可以加上if判斷,這樣我們就可以篩選出僅偶數(shù)的平方。

>>> [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
[4, 16, 36, 64, 100]

還可以使用兩層循環(huán),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']

運(yùn)用列表生成式,可以寫出非常簡潔的代碼。例如,列出當(dāng)前目錄下的所有文件和目錄名,可以通過一行代碼實(shí)現(xiàn):

>>> import os # 導(dǎo)入os模塊,模塊的概念后面講到
>>> [d for d in os.listdir('.')] # os.listdir可以列出文件和目錄

把一個(gè)list中所有的字符串變成小寫,同時(shí)去掉非字符串:

>>> L = ['Hello', 'World', 18,'IBM', 'Apple',none]
>>> [s.lower() for s in L if isinstance(s,str)]
['hello', 'world', 'ibm', 'apple']

總結(jié)

根據(jù)前面的知識(shí),輸出天干地支紀(jì)年

tiangan = '甲乙丙丁戊己庚辛壬癸'
dizhi = '子丑寅卯辰巳午未申酉戌亥'

jiazi = [ tiangan[x % len(tiangan)] + dizhi[x % len(dizhi)] for x in range(60)]

print(jiazi)

輸出結(jié)果:

['甲子', '乙丑', '丙寅', '丁卯', '戊辰', '己巳', '庚午', '辛未', '壬申', '癸酉', '甲戌', '乙亥', '丙子', '丁丑', '戊寅', '己卯', '庚辰', '辛巳', '壬午', '癸未', '甲申', '乙酉', '丙戌', '丁亥', '戊子', '己丑', '庚寅', '辛卯', '壬辰', '癸巳', '甲午', '乙未', '丙申', '丁酉', '戊戌', '己亥', '庚子', '辛丑', '壬寅', '癸卯', '甲辰', '乙巳', '丙午', '丁未', '戊申', '己酉', '庚戌', '辛亥', '壬子', '癸丑', '甲寅', '乙卯', '丙辰', '丁巳', '戊午', '己未', '庚申', '辛酉', '壬戌', '癸亥']

知識(shí)點(diǎn):

  1. len( str )---- 返回字符串長度。
  2. %------------- 除完的余數(shù)。
  3. 字符串[x]字符串第N個(gè)字節(jié)
  4. [x for x in range(60)] 根據(jù)for循環(huán)生成list

生成器

通過列表生成式,我們可以直接創(chuàng)建一個(gè)列表。但是,受到內(nèi)存限制,列表容量肯定是有限的。而且,創(chuàng)建一個(gè)包含100萬個(gè)元素的列表,不僅占用很大的存儲(chǔ)空間,如果我們僅僅需要訪問前面幾個(gè)元素,那后面絕大多數(shù)元素占用的空間都白白浪費(fèi)了。

所以,如果列表元素可以按照某種算法推算出來,那我們是否可以在循環(huán)的過程中不斷推算出后續(xù)的元素呢?

這樣就不必創(chuàng)建完整的list,從而節(jié)省大量的空間。在Python中,這種一邊循環(huán)一邊計(jì)算的機(jī)制,稱為生成器:generator。

只要把一個(gè)列表生成式的[]改成(),就創(chuàng)建了一個(gè)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
<generator object <genexpr> at 0x1022ef630>

可以通過next()函數(shù)獲得generator的下一個(gè)返回值:

>>> next(g)
0
>>> next(g)
1
>>> next(g)
4
>>> next(g)
9
>>> next(g)
16
>>> next(g)
25
>>> next(g)
36
>>> next(g)
49
>>> next(g)
64
>>> next(g)
81
>>> next(g)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

generator保存的是算法,每次調(diào)用next(g),就計(jì)算出g的下一個(gè)元素的值,直到計(jì)算到最后一個(gè)元素,沒有更多的元素時(shí),拋出StopIteration的錯(cuò)誤。

因?yàn)間enerator也是可迭代對象,可以用for循環(huán)

>>> g = (x * x for x in range(10))
>>> for n in g:
... print(n)
...
0
1
4
9
16
25
36
49
64
81

第二種定義方式

如果一個(gè)函數(shù)定義中包含yield關(guān)鍵字,那么這個(gè)函數(shù)就不再是一個(gè)普通函數(shù),而是一個(gè)generator:

函數(shù)是順序執(zhí)行,遇到return語句或者最后一行函數(shù)語句就返回。而變成generator的函數(shù),在每次調(diào)用next()的時(shí)候執(zhí)行,遇到y(tǒng)ield語句返回,再次執(zhí)行時(shí)從上次返回的yield語句處繼續(xù)執(zhí)行。

例子,定義一個(gè)generator,依次返回?cái)?shù)字1,3,5:

def odd():
print('step 1')
yield 1
print('step 2')
yield(3)
print('step 3')
yield(5)

調(diào)用該generator時(shí),首先要生成一個(gè)generator對象,然后用next()函數(shù)不斷獲得下一個(gè)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

odd不是普通函數(shù),而是generator,在執(zhí)行過程中,遇到y(tǒng)ield就中斷,下次又繼續(xù)執(zhí)行。執(zhí)行3次yield后,已經(jīng)沒有yield可以執(zhí)行了,所以,第4次調(diào)用next(o)就報(bào)錯(cuò)。

練習(xí)

打印楊輝三角

# 期待輸出:
# [1]
# [1, 1]
# [1, 2, 1]
# [1, 3, 3, 1]
# [1, 4, 6, 4, 1]
# [1, 5, 10, 10, 5, 1]
# [1, 6, 15, 20, 15, 6, 1]
# [1, 7, 21, 35, 35, 21, 7, 1]
# [1, 8, 28, 56, 70, 56, 28, 8, 1]
# [1, 9, 36, 84, 126, 126, 84, 36, 9, 1]

代碼:

def triangle():
    g = [1]
    while True:
        yield g
        g.append(0)
        g = [g[i] + g[i-1] for i in range(len(g))]

n=0;
for t in triangle():
    print(t);
    n=n+1;
    if(n==6):
        break;

python,-1表示最后一個(gè)

迭代器

可以被next()函數(shù)調(diào)用并不斷返回下一個(gè)值的對象稱為迭代器:Iterator。

生成器都是Iterator對象,但listdict、str雖然是Iterable,卻不是Iterator。

>>> from collections import Iterator
>>> isinstance((x for x in range(10)), Iterator)
True
>>> isinstance([], Iterator)
False
>>> isinstance({}, Iterator)
False
>>> isinstance('abc', Iterator)
False

list、dictstrIterable變成Iterator可以使用iter()函數(shù):

>>> isinstance(iter([]), Iterator)
True
>>> isinstance(iter('abc'), Iterator)
True

凡是可作用于for循環(huán)的對象都是Iterable類型;

凡是可作用于next()函數(shù)的對象都是Iterator類型,它們表示一個(gè)惰性計(jì)算的序列;

Python的for循環(huán)本質(zhì)上就是通過不斷調(diào)用next()函數(shù)實(shí)現(xiàn)的,例如:

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

等價(jià)于:

# 首先獲得Iterator對象:
it = iter([1, 2, 3, 4, 5])
# 循環(huán):
while True:
    try:
        # 獲得下一個(gè)值:
        x = next(it)
    except StopIteration:
        # 遇到StopIteration就退出循環(huán)
        break
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