Python 迭代器工具包【推薦】

0x01 介紹了迭代器的概念，即定義了 __iter__() 和 __next__() 方法的對象，或者通過 yield 簡化定義的“可迭代對象”，而在一些函數式程式設計語言(見 0x02 Python 中的函數式編程)中，類似的迭代器常被用於產生特定格式的列表(或序列)，這時的迭代器更像是一種資料結構而非函數(當然在一些函數式程式設計語言中，這兩者並無本質差異)。Python 借鑒了 APL, Haskell, and SML 中的某些迭代器的構造方法，並在 itertools 中實現(該模組是通過 C 實現，原始碼：/Modules/itertoolsmodule.c)。

　　itertools 模組提供了如下三類迭代器構建工具：

　　無限迭代

　　整合兩序列迭代

　　組合產生器

　　1. 無限迭代

　　所謂無限(infinite)是指如果你通過 for...in... 的文法對其進行迭代，將陷入無限迴圈，包括：　　

count(start, [step])　　cycle(p)　　repeat(elem [,n])

　　從名字大概可以猜出它們的用法，既然說是無限迭代，我們自然不會想要將其所有元素依次迭代取出，而通常是結合 map/zip 等方法，將其作為一個取之不盡的資料倉儲，與有限長度的可迭代對象進行組合操作：　　

from itertools import cycle, count, repeatprint(count.__doc__)　　count(start=0, step=1) --> count object　　Return a count object whose .__next__() method returns consecutive values.　　Equivalent to:　　def count(firstval=0, step=1):　　x = firstval　　while 1:　　yield x　　x += step　　counter = count()　　print(next(counter))  print(next(counter))　　print(list(map(lambda x, y: x+y, range(10), counter)))　　odd_counter = map(lambda x: 'Odd#{}'.format(x), count(1, 2))  print(next(odd_counter))　　print(next(odd_counter))　　0　　1　　[2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20]　　Odd#1　　Odd#3　　print(cycle.__doc__)　　cycle(iterable) --> cycle object　　Return elements from the iterable until it is exhausted.　　Then repeat the sequence indefinitely.　　cyc = cycle(range(5))　　print(list(zip(range(6), cyc)))　　print(next(cyc))　　print(next(cyc))　　[(0, 0), (1, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4), (5, 0)]　　1　　2　　print(repeat.__doc__)　　repeat(object [,times]) -> create an iterator which returns the object　　for the specified number of times. If not specified, returns the object　　endlessly.　　print(list(repeat('Py', 3)))　　rep = repeat('p')　　print(list(zip(rep, 'y'*3)))　　['Py', 'Py', 'Py']　　[('p', 'y'), ('p', 'y'), ('p', 'y')]

　　2. 整合兩序列迭代

　　所謂整合兩序列，是指以兩個有限序列為輸入，將其整合操作之後返回為一個迭代器，最為常見的 zip 函數就屬於這一類別，只不過 zip 是內建函數。這一類別完整的方法包括：　

　accumulate()　　chain()/chain.from_iterable()　　compress()　　dropwhile()/filterfalse()/takewhile()　　groupby()　　islice()　　starmap()　　tee()　　zip_longest()

　　這裡就不對所有的方法一一舉例說明了，如果想要知道某個方法的用法，基本通過 print(method.__doc__) 就可以瞭解，畢竟 itertools 模組只是提供了一種捷徑，並沒有隱含什麼深奧的演算法。這裡只對下面幾個我覺得比較有趣的方法進行舉例說明。　　

from itertools import cycle, compress, islice, takewhile, count　　# 這三個方法(如果使用恰當)可以限定無限迭代　　# print(compress.__doc__)　　print(list(compress(cycle('PY'), [1, 0, 1, 0])))　　# 像巨集指令清單 l[start:stop:step] 一樣操作其它序列　　# print(islice.__doc__)　　print(list(islice(cycle('PY'), 0, 2)))　　# 限制版的 filter　　# print(takewhile.__doc__)　　print(list(takewhile(lambda x: x < 5, count())))　　['P', 'P']　　['P', 'Y']　　[0, 1, 2, 3, 4]　　from itertools import groupby　　from operator import itemgetter　　print(groupby.__doc__)　　for k, g in groupby('AABBC'):　　print(k, list(g))　　db = [dict(name='python', script=True),　　dict(name='c', script=False),　　dict(name='c++', script=False),　　dict(name='ruby', script=True)]　　keyfunc = itemgetter('script')　　db2 = sorted(db, key=keyfunc) # sorted by `script'　　for isScript, langs in groupby(db2, keyfunc):　　print(', '.join(map(itemgetter('name'), langs)))　　groupby(iterable[, keyfunc]) -> create an iterator which returns　　(key, sub-iterator) grouped by each value of key(value).　　A ['A', 'A']　　B ['B', 'B']　　C ['C']　　c, c++　　python, ruby　　from itertools import zip_longest　　# 內建函數 zip 以較短序列為基準進行合并，　　# zip_longest 則以最長序列為基準，並提供補足參數 fillvalue　　# Python 2.7 中名為 izip_longest　　print(list(zip_longest('ABCD', '123', fillvalue=0)))　　[('A', '1'), ('B', '2'), ('C', '3'), ('D', 0)]

　　3. 組合產生器

　　關於產生器的排列組合：　

product(*iterables, repeat=1)：兩輸入序列的笛卡爾乘積　　permutations(iterable, r=None)：對輸入序列的完全排列組合　　combinations(iterable, r)：有序版的排列組合　　combinations_with_replacement(iterable, r)：有序版的笛卡爾乘積　　from itertools import product, permutations, combinations, combinations_with_replacement　　print(list(product(range(2), range(2))))　　print(list(product('AB', repeat=2)))　　[(0, 0), (0, 1), (1, 0), (1, 1)]　　[('A', 'A'), ('A', 'B'), ('B', 'A'), ('B', 'B')]　　print(list(combinations_with_replacement('AB', 2)))　　[('A', 'A'), ('A', 'B'), ('B', 'B')]　　# 賽馬問題：4匹馬前2名的排列組合(A^4_2)　　print(list(permutations('ABCDE', 2)))　　[('A', 'B'), ('A', 'C'), ('A', 'D'),  ('A', 'E'), ('B', 'A'), ('B', 'C'),  ('B', 'D'), ('B', 'E'), ('C', 'A'),  ('C', 'B'), ('C', 'D'), ('C', 'E'),  ('D', 'A'), ('D', 'B'), ('D', 'C'),  ('D', 'E'), ('E', 'A'), ('E', 'B'), ('E', 'C'), ('E', 'D')]　　# 綵球問題：4種顏色的球任意抽出2個的顏色組合(C^4_2)　　print(list(combinations('ABCD', 2)))　　[('A', 'B'), ('A', 'C'), ('A', 'D'), ('B', 'C'), ('B', 'D'), ('C', 'D')]

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