在Python中代码不是越多越好,而是越少越好,代码不是越复杂越好,而是越简单越好,接下来我们一起学习下Python的高级特性,让代码更简单整洁。
切片
取一个list
或tuple
的部分元素,可以使用切片(slice)
操作:
>>> L = ['Michael', 'Sarah', 'Tracy', 'Bob', 'Jack']
#取前3个元素
>>> L[0:3]
['Michael', 'Sarah', 'Tracy']
>>> L[:3]
['Michael', 'Sarah', 'Tracy']
#取两个元素
>>> L[1:3]
['Sarah', 'Tracy']
#从后面开始取
>>> L[-2:]
['Bob', 'Jack']
>>> L[-2:-1]
['Bob']
下面介绍下切片的高级用法:
>>> L = list(range(100))
>>> L
[0, 1, 2, 3, ..., 99]
#前10个数,每两个取一个:
>>> L[:10:2]
[0, 2, 4, 6, 8]
#所有数,每5个取一个:
>>> L[::5]
[0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95]
同样的,切片不仅适用于list
,也适用于tuple
和str
。
迭代
用于dict的迭代:
>>> d = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
>>> for key in d:
... print(key)
...
a
c
b
默认情况下dict
迭代的是key
,如果要迭代value
,可以用for value in d.values()
,如果要迭代key和value
,可以用for k,v in d.items()
。
字符串也可以迭代:
>>>for ch in 'ABC':
... print(ch)
...
A
B
C
只要是可跌代的对象,都可以通过迭代的方式访问,那么如何判断对象是可迭代的呢,可以通过collections
模块的Iterable
类型判断:
>>>from collections import Iterable
>>>isinstance('abc',Iterable)
True
>>> isinstance([1,2,3], Iterable) # list是否可迭代
True
>>> isinstance(123, Iterable) # 整数是否可迭代
False
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。如果要生成[1x1, 2x2, 3x3, ..., 10x10]
怎么做?
#方法一
>>> L = []
>>> for x in range(1, 11):
... L.append(x * x)
...
>>> L
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
#方法二
>>> [x * x for x in range(1, 11)]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
for
循环后面还可以加上if
判断,这样我们就可以筛选出仅偶数的平方:
>>> [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
[4, 16, 36, 64, 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']
运用列表生成式,可以写出非常简洁的代码。例如,列出当前目录下的所有文件和目录名,可以通过一行代码实现:
>>> import os # 导入os模块,模块的概念后面讲到
>>> [d for d in os.listdir('.')] # os.listdir可以列出文件和目录
['.emacs.d', '.ssh', '.Trash', 'Adlm', 'Applications', 'Desktop', 'Documents', 'Downloads', 'Library', 'Movies', 'Music', 'Pictures', 'Public', 'VirtualBox VMs', 'Workspace', 'XCode']
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']
生产器
通过列表生成式,我们可以直接创建一个列表。由于内存的限制,我们并不一定需要将整个list生成,我们只需生成我们用到的一部分就好,这就有了生成器 generator
。
要创建一个generator
,有很多种方法。第一种方法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
<generator object <genexpr> at 0x1022ef630>
我们可以适用next()
函数获得generator
的下一个返回值:
>>> 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
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)
...
0
1
4
9
16
25
36
49
64
81
所以一般我们都是使用for
循环来访问generator
。
生成器不仅可以使用列表生成式定义,对于一些复杂的序列,我们可以使用函数来实现,比如著名的Fibonacci数列
,实现打印Fibonacci
序列如下:
def fib(max):
n, a, b = 0, 0, 1
while n < max:
print(b)
a, b = b, a + b
n = n + 1
return 'done'
上面的函数和generator
仅一步之遥。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:
yield b
a, b = b, a + b
n = n + 1
return 'done'
这就是定义generator
的另一种方法。如果一个函数定义中包含yield
关键字,那么这个函数就不再是一个普通函数,而是一个generator
:
>>> f = fib(6)
>>> f
<generator object fib at 0x104feaaa0>
这里,最难理解的就是generator
和函数的执行流程不一样。函数是顺序执行,遇到return
语句或者最后一行函数语句就返回。而变成generator
的函数,在每次调用next()
的时候执行,遇到yield
语句返回,再次执行时从上次返回的yield
语句处继续执行。举例:
def odd():
print('step 1')
yield 1
print('step 2')
yield(3)
print('step 3')
yield(5)
>>> 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
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StopIteration
的value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
可以被next()
函数调用并不断返回下一个值的对象称为迭代器:Iterator
。可以使用isinstance()
判断一个对象是否是Iterator
对象:
>>> from collections import Iterator
>>> isinstance((x for x in range(10)), Iterator)
True
>>> isinstance([], Iterator)
False
>>> isinstance({}, Iterator)
False
>>> isinstance('abc', Iterator)
False
生成器都是Iterator对象,但list
、dict
、str
虽然是Iterable
,却不是Iterator
。
把list、dict、str
等Iterable
变成Iterator
可以使用iter()
函数:
>>> isinstance(iter([]), Iterator)
True
>>> isinstance(iter('abc'), Iterator)
True
你可能会问,为什么list、dict、str等数据类型不是Iterator?
这是因为Python的Iterator对象表示的是一个数据流,Iterator对象可以被next()函数调用并不断返回下一个数据,直到没有数据时抛出StopIteration错误。可以把这个数据流看做是一个有序序列,但我们却不能提前知道序列的长度,只能不断通过next()函数实现按需计算下一个数据,所以Iterator的计算是惰性的,只有在需要返回下一个数据时它才会计算。
Iterator甚至可以表示一个无限大的数据流,例如全体自然数。而使用list是永远不可能存储全体自然数的。
学习资料源自廖雪峰官方网站
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