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python4:高级特性

python4:高级特性

作者: Roct | 来源:发表于2017-01-13 17:37 被阅读661次

    切片

    切片:取指定索引范围的操作

    L = ['Michael', 'Sarah', 'Tracy', 'Bob', 'Jack']
    
    取前三个元素
    >>> L[0:3]
    ['Michael', 'Sarah', 'Tracy']
    #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。即索引0,1,2,正好是3个元素
    #如果是0也可以省略.即L[:3]
    
    Python支持L[-1]取倒数第一个元素,那么它同样支持倒数切片
    >>> L[-2:]
    ['Bob', 'Jack']
    >>> L[-2:-1]
    ['Bob']
    

    切片操作十分有用。我们先创建一个0-99的数列:

    >>> L = list(range(100))
    >>> L
    [0, 1, 2, 3, ..., 99]
    

    可以通过切片轻松取出某一段数列。比如前10个数:

    >>> L[:10]
    [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
    

    后十个数

    >>>L[-10:]
    [90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99]
    

    前11-20个数:

    >>>L[10:20]
    [10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]
    

    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]
    

    将一个字符串反向输出

    >>>str = 'abcd'
    >>>str2 = str[::-1]
    >>>print(str2)
    dcba
    

    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)
    

    字符串'xxx'也可以看成是一种list,每个元素就是一个字符。因此,字符串也可以用切片操作,只是操作结果仍是字符串:

    >>> 'ABCDEFG'[:3]
    'ABC'
    >>> 'ABCDEFG'[::2]
    'ACEG'
    

    迭代

    如果给定一个list或tuple,我们可以通过for循环来遍历这个list或tuple,这种遍历我们称为迭代(Iteration)。

    在Python中,迭代是通过for ... in来完成的,和swift和OC里的for ... in类似.

    >>> d = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
    >>> for key in d:
    ...        print(key)
    ...
    a
    b
    c
    #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key和value,可以用for k, v in d.items()。

    for k, v in d.items():
        print(k,v)
    
    a ,1
    b ,2
    c ,3
    

    由于字符串也是可迭代对象,因此,也可以作用于for循环:

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

    所以,当我们使用for循环时,只要作用于一个可迭代对象,for循环就可以正常运行,而我们不太关心该对象究竟是list还是其他数据类型。
    判断是否为可迭代对象

    >>> 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
    

    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。

    要生成list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]可以用list(range(1, 11)):

    >>> list(range(1, 11))
    [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
    

    要生成[1x1, 2x2, 3x3, ..., 10x10]:

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

    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]
    

    列表生成式也可以使用两个变量来生成list

    >>> d = {'x': 'A', 'y': 'B', 'z': 'C' }
    >>> [k + '=' + v for k, v in d.items()]
    ['y=B', 'x=A', 'z=C']
    

    L = ['Hello', 'World', 18, 'Apple', None]
    将L的所有字符串变成小写输出,输出结果:['hello', 'world', 'apple']

    >>>[x.lower() for x in L if isinstance(x,str)]
    ['hello', 'world', 'apple']
    

    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

    一丶创建一个generator: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>
    #创建L和g的区别仅在于最外层的[]和(),L是一个list,而g是一个generator。
    

    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。但是我们创建了一个generator后,基本上永远不会调用next(),而是通过for循环来迭代它,并且不需要关心StopIteration的错误。

    二丶定义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

    #斐波拉契数列(Fibonacci)
    def fib(max):
     n, a, b = 0, 0, 1 
       while n < max: 
         yield b
         a, b = b, a + b 
         n = n + 1 
      return 'done'
    

    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

    迭代器

    可以直接作用于for循环的数据类型有以下几种:
    一类是集合数据类型,如list、tuple、dict、set、str等;
    一类是generator,包括生成器和带yield的generator function。

    这些可以直接作用于for循环的对象统称为可迭代对象:Iterable
    可以使用isinstance()判断一个对象是否是Iterable对象:

    >>> from collections import Iterable
    >>> isinstance([], Iterable)
    True
    >>> isinstance({}, Iterable)
    True
    >>> isinstance('abc', Iterable)
    True
    >>> isinstance((x for x in range(10)), Iterable)
    True
    >>> isinstance(100, Iterable)
    False
    

    生成器不但可以作用于for循环,还可以被next()函数不断调用并返回下一个值,直到最后抛出StopIteration错误表示无法继续返回下一个值了。
    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listdictstr虽然是Iterable,却不是Iterator。把listdictstrIterable变成Iterator可以使用iter()函数:

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

    **
    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。

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