python3精简笔记(三)——高级特性

作者: 于连林520wcf | 来源:发表于2017-07-27 10:47 被阅读110次

    Python中 1行代码能实现的功能,决不写5行代码。请始终牢记,代码越少,开发效率越高。

    切片

    取一个list或tuple的部分元素是非常常见的操作。Python提供了切片(Slice)操作符

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

    输出结果

    ['老于', '小王', '小明']
    

    L[0:3]表示,从索引0开始取,直到索引3为止,但不包括索引3

    如果个索引是0,还可以省略:

    >>> L[:3]
    ['老于', '小王', '小明']
    

    既然Python支持L[-1]取倒数第一个元素,那么它同样支持倒数切片,试试:

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

    切片高级用法

    通过range(100)生成包含0-99的list

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

    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]
    

    tuple也是一种list,唯一区别是tuple不可变。因此,tuple也可以用切片操作,只是操作的结果仍是tuple:

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

    迭代

    Python的for循环要比Java中的强大许多

    只要是可迭代对象,无论有无下标,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
    

    因为dict的存储不是按照list的方式顺序排列,所以,迭代出的结果顺序很可能不一样。

    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()
    

    如果要同时迭代keyvalue,可以用

    for k, v in d.items()
    

    字符串也是可迭代对象:

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

    通过collections模块的Iterable类型可以判断当前类型是否可以迭代:

    >>> 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) # 整数是否可迭代
    False
    

    如果要对list实现类似Java那样的下标循环怎么办?

    Python内置的enumerate函数可以把一个list变成索引-元素对,这样就可以在for循环中同时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循环里,同时引用了两个变量,在Python里是很常见的,比如下面的代码:

    >>> 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]
    

    写列表生成式时,把要生成的元素x * x放到前面,后面跟for循环,就可以把list创建出来。

    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
    

    把一个list中所有的字符串变成小写,同时去掉非字符串:

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

    总结

    根据前面的知识,输出天干地支纪年

    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)
    

    输出结果:

    ['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']
    

    知识点:

    1. len( str )---- 返回字符串长度。
    2. %------------- 除完的余数。
    3. 字符串[x]字符串第N个字节
    4. [x for x in range(60)] 根据for循环生成list

    生成器

    通过列表生成式,我们可以直接创建一个列表。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。

    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>
    

    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)
    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。

    因为generator也是可迭代对象,可以用for循环

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

    第二种定义方式

    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:

    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。

    例子,定义一个generator,依次返回数字1,3,5:

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

    调用该generator时,首先要生成一个generator对象,然后用next()函数不断获得下一个返回值:

    >>> 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不是普通函数,而是generator,在执行过程中,遇到yield就中断,下次又继续执行。执行3次yield后,已经没有yield可以执行了,所以,第4次调用next(o)就报错。

    练习

    打印杨辉三角

    # 期待输出:
    # [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]
    

    代码:

    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表示最后一个

    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

    生成器都是Iterator对象,但listdictstr虽然是Iterable,却不是Iterator

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

    listdictstrIterable变成Iterator可以使用iter()函数:

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

    凡是可作用于for循环的对象都是Iterable类型;

    凡是可作用于next()函数的对象都是Iterator类型,它们表示一个惰性计算的序列;

    Python的for循环本质上就是通过不断调用next()函数实现的,例如:

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

    等价于:

    # 首先获得Iterator对象:
    it = iter([1, 2, 3, 4, 5])
    # 循环:
    while True:
        try:
            # 获得下一个值:
            x = next(it)
        except StopIteration:
            # 遇到StopIteration就退出循环
            break
    

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      网友评论

      • 都是一家人:从正经编程者的角度来看,这种强行装B的做法并不完全符合程序员的编程规律,这种代码的行数变少,是建立在语法的复杂程度变大之上的,降低代码可读性,而且python的执行效率并不高,精简行数并不能有什么质的改变,奉劝不要迷信这种宣传上的噱头.一一 一个资深桌面应用开发者留言!
        于连林520wcf: @都是一家人 确实,我也接触不久,多谢指点
        都是一家人:@于连林520wcf 我的意思他这种写法,在效率上没什么提升,反而造成了书写的困难, 违反程序员基本写作规律,结构复杂,难以学习,难以书写,不好排错
        于连林520wcf:您这么说,并不完全对的, 简化代码其实就是降低人工成本。

        随着硬件性能的提高,出现了越来越多的编程语言,新出的语言往往性能上浪费,便利性上提高。要是按照几十年前的标准衡量,有一些使用新语言开发的热门应用程序对硬件资源浪费非常惊人。

        Paul Graham算过,如果摩尔定律一直成立。一百年后计算机的运行速度是现在的74乘以10的18次方倍。(准确地说是73 786 976 294 838 206 464倍)

        为什么不用过剩的资源去简化人工成本呢? 难道您用的C语言比汇编没有资源上的浪费吗? 这种做法并没有不符合程序员的编程规律,而恰恰符合。 当然我并不是说一定是python比较好, 还有lisp等等,都是用强大的语法和执行效率换来的代码行数和人工成本的减少

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