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浅拷贝、深拷贝 生成器 迭代器

浅拷贝、深拷贝 生成器 迭代器

作者: 李小萌mmm | 来源:发表于2018-10-19 20:30 被阅读0次

    Python中的赋值(复制)、浅拷贝、深拷贝之间的区别

    1.赋值: 只是复制了新对象的引用,不会开辟新的内存空间。
    2.浅拷贝: 创建新对象,其内容是原对象的引用
    浅拷贝有三种形式:1.切片操作 2.工厂函数 3.copy模块中的copy函数。

    切片操作:lst1 = lst[:] 或者 lst1 = [each for each in lst]
    工厂函数:lst1 = list(lst)
    copy函数:lst1 = copy.copy(lst)
    浅拷贝之所以称为浅拷贝,是它仅仅只拷贝了一层,在lst中有一个嵌套的list[4,5],如果我们修改了它,情况就不一样了。

    3.深拷贝:只有一种形式,copy模块中的deepcopy函数。
    和浅拷贝对应,深拷贝拷贝了对象的所有元素,包括多层嵌套的元素。
    深拷贝出来的对象是一个全新的对象,不再与原来的对象有任何关联。

    说明:
    1.赋值对象随着原列表一起变化

    2.外层添加元素时, 浅拷贝不会随原列表变化而变化;内层list添加元素时,浅拷贝才会变化

    3.无论原列表a如何变化,深拷贝都保持不变


    统计list中各个元素出现的次数

    
    
    1.第一种方法
    利用字典dict来完成统计
    a = [1, 2, 3, 1, 1, 2]
    dict = {}
    for key in a:
        dict[key] = dict.get(key, 0) + 1
    print dict
    
    2.第二种方法
    利用Python的collection包下Counter的类
    from collections import Counter
    a = [1, 2, 3, 1, 1, 2]
    result = Counter(a)
    print result
    
    3.第三种方法
    Python的pandas包下的value_counts方法
    mport pandas as pd
    a = [1, 2, 3, 1, 1, 2]
    result = pd.value_counts(a)
    print result
    

    什么是生成器?(generator)

    在Python中,不必创建完整的list,节省大量的空间,这种一边循环一边计算的机制,称为生成器:generator
    生成器是一个特殊的程序,可以被用作控制循环的迭代行为,python中生成器是迭代器的一种,使用yield返回值函数,每次调用yield会暂停,而可以使用next()函数和send()函数恢复生成器。

    生成器类似于返回值为数组的一个函数,这个函数可以接受参数,可以被调用,但是,不同于一般的函数会一次性返回包括了所有数值的数组,生成器一次只能产生一个值,这样消耗的内存数量将大大减小,而且允许调用函数可以很快的处理前几个返回值,因此生成器看起来像是一个函数,但是表现得却像是迭代器

    要创建一个generator,有很多种方法,第一种方法很简单,只有把一个列表生成式的[]中括号改为()小括号,就创建一个generator
    #列表生成式
    lis = [x*x for x in range(10)]
    print(lis)
    #生成器
    generator_ex = (x*x for x in range(10))
    print(generator_ex)
    可以用for循环和next(生成器)把值打印出来
    
    
    
    
    
    著名的斐波那契数列,除第一个和第二个数外,任何一个数都可以由前两个相加得到
    def fib(max):
        n,a,b =0,0,1
        while n < max:
            a,b =b,a+b
            n = n+1
            print(a)
        return 'done'
    a,b = b ,a+b  其实相当于 t =a+b ,a =b ,b =t  ,所以不必写显示写出临时变量t
    就可以输出斐波那契数列的前N个数字
    
    仔细观察,可以看出,fib函数实际上是定义了斐波拉契数列的推算规则,可以从第一个元素开始,
    推算出后续任意的元素,这种逻辑其实非常类似generator。
    
    也就是说上面的函数也可以用generator来实现,上面我们发现,print(b)每次函数运行都要打印,
    占内存,所以为了不占内存,我们也可以使用生成器,这里叫yield。如下:
    def fib(max):
        n,a,b =0,0,1
        while n < max:
            yield b
            a,b =b,a+b
            n = n+1
        return 'done'
    a = fib(10)
    print(fib(10))
    
    但是返回的不再是一个值,而是一个生成器:
    <generator object fib at 0x000001C03AC34FC0>
    
    那么这样就不占内存了,这里说一下generator和函数的执行流程,generator的函数,在每次
    调用next()的时候执行,遇到yield语句返回,再次被next()调用时候从上次的返回yield语句
    处急需执行,也就是用多少,取多少,不占内存。
    
    print(a.__next__())
    print("可以顺便干其他事情")
    print(next(a))
    
    
    生成器表达式来源于迭代和列表解析的组合,生成器和列表解析类似,但是它使用尖括号而不是方括号
    # 列表解析生成列表
     [ x ** 3 for x in range(5)]
     [0, 1, 8, 27, 64]
    
     # 生成器表达式
     (x ** 3 for x in range(5))
     <generator object <genexpr> at 0x000000000315F678>
    
     # 两者之间转换
    list(x ** 3 for x in range(5))
    [0, 1, 8, 27, 64]
    生成器的迭代器就是生成器本身
    
    
    

    迭代器(Iterator)

    迭代就是循环

    我们已经知道,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()判断一个对象是否为可Iterable对象
    
    from collections import Iterable
    >>>isinstance([], Iterable)
    True
    >>>isinstance({}, Iterable)
    True
    >>>isinstance(100, Iterable)
    False
    
    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。
    
    而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。
    
    生成器都是Iterator对象,但list、dict、str虽然是Iterable(可迭代对象),却不是Iterator(迭代器)
    
    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

    from collections import Iterator  #迭代器
    from collections import Iterable  #可迭代对象
     
    print(isinstance(s,Iterator))     #判断是不是迭代器
    print(isinstance(s,Iterable))       #判断是不是可迭代对象
    
    #把可迭代对象转换为迭代器
    print(isinstance(iter(s),Iterator))
    

    小结

    1.凡是可作用于for循环的对象都是Iterable(可迭代对象)类型;
    2.凡是可作用于next()函数的对象都是Iterator(迭代器)类型,它们表示一个惰性计算的序列;
    3.集合数据类型如list、dict、str等是Iterable但不是Iterator,不过可以通过iter()函数获得一个Iterator对象。

    Python3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
    
    实际上完全等价于
    
    # 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
    
    
    
    

    对yield的总结
    (1):通常的for..in...循环中,in后面是一个数组,这个数组就是一个可迭代对象,类似的还有链表,字符串,文件。他可以是a = [1,2,3],也可以是a = [x*x for x in range(3)]。

    它的缺点也很明显,就是所有数据都在内存里面,如果有海量的数据,将会非常耗内存。

    (2)生成器是可以迭代的,但是只可以读取它一次。因为用的时候才生成,比如a = (x*x for x in range(3))。!!!!注意这里是小括号而不是方括号。

    (3)生成器(generator)能够迭代的关键是他有next()方法,工作原理就是通过重复调用next()方法,直到捕获一个异常。

    (4)带有yield的函数不再是一个普通的函数,而是一个生成器generator,可用于迭代

    (5)yield是一个类似return 的关键字,迭代一次遇到yield的时候就返回yield后面或者右面的值。而且下一次迭代的时候,从上一次迭代遇到的yield后面的代码开始执行

    (6)yield就是return返回的一个值,并且记住这个返回的位置。下一次迭代就从这个位置开始。

    (7)带有yield的函数不仅仅是只用于for循环,而且可用于某个函数的参数,只要这个函数的参数也允许迭代参数。

    (8)send()和next()的区别就在于send可传递参数给yield表达式,这时候传递的参数就会作为yield表达式的值,而yield的参数是返回给调用者的值,也就是说send可以强行修改上一个yield表达式值。

    (9)send()和next()都有返回值,他们的返回值是当前迭代遇到的yield的时候,yield后面表达式的值,其实就是当前迭代yield后面的参数。

    (10)第一次调用时候必须先next()或send(),否则会报错,send后之所以为None是因为这时候没有上一个yield,所以也可以认为next()等同于send(None)

    生成器实际上是特殊的一种迭代器,即完全可以像使用迭代器一样使用生成器
    
    生成器和迭代器两者的区别
    
    迭代器(多迭代):可以多次迭代
    myiterator = [x*x for x in range(3)]
    >>> for x in myiterator:
    ...     print(x)
    
    生成器(单迭代):只能迭代一次
    
    >>> mygenerator = (x*x for x in range(3))
    >>> for x in  mygenerator:
    ...     print(x)
    
    

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