58.itertools

Python的内建模块itertools提供了非常有用的用于操作迭代对象的函数。

首先，我们看看itertools提供的几个”无限”迭代器：

import itertools

natuals = itertools.count(1)

for n in natuals:

… print(n)

…

1

2

3

…

因为count()会创建一个无限的迭代器，所以上述代码会打印出自然数序列，根本停不下来，只能按Ctrl+C退出。

cycle()会把传入的一个序列无限重复下去：

import itertools

cs = itertools.cycle(‘ABC’) # 注意字符串也是序列的一种

for c in cs:

… print(c)

…

‘A’

‘B’

‘C’

‘A’

‘B’

‘C’

…

同样停不下来。

repeat()负责把一个元素无限重复下去，不过如果提供第二个参数就可以限定重复次数：

ns = itertools.repeat(‘A’, 3)

for n in ns:

… print(n)

…

A

A

A

无限序列只有在for迭代时才会无限地迭代下去，如果只是创建了一个迭代对象，它不会事先把无限个元素生成出来，事实上也不可能在内存中创建无限多个元素。

无限序列虽然可以无限迭代下去，但是通常我们会通过takewhile()等函数根据条件判断来截取出一个有限的序列：

natuals = itertools.count(1)

ns = itertools.takewhile(lambda x: x <= 10, natuals)

list(ns)

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

itertools提供的几个迭代器操作函数更加有用：

chain()

chain()可以把一组迭代对象串联起来，形成一个更大的迭代器：

for c in itertools.chain(‘ABC’, ‘XYZ’):

… print(c)

# 迭代效果：’A’ ‘B’ ‘C’ ‘X’ ‘Y’ ‘Z’

groupby()

groupby()把迭代器中相邻的重复元素挑出来放在一起：

for key, group in itertools.groupby(‘AAABBBCCAAA’):

… print(key, list(group))

…

A [‘A’, ‘A’, ‘A’]

B [‘B’, ‘B’, ‘B’]

C [‘C’, ‘C’]

A [‘A’, ‘A’, ‘A’]

实际上挑选规则是通过函数完成的，只要作用于函数的两个元素返回的值相等，这两个元素就被认为是在一组的，而函数返回值作为组的key。如果我们要忽略大小写分组，就可以让元素’A’和’a’都返回相同的key：

for key, group in itertools.groupby(‘AaaBBbcCAAa’,
lambda c: c.upper()):

… print(key, list(group))

…

A [‘A’, ‘a’, ‘a’]

B [‘B’, ‘B’, ‘b’]

C [‘c’, ‘C’]

A [‘A’, ‘A’, ‘a’]

练习

计算圆周率可以根据公式：

利用Python提供的itertools模块，我们来计算这个序列的前N项和：

窗体顶端

-- coding: utf-8 --

import itertools

测试:

print(pi(10))

print(pi(100))

print(pi(1000))

print(pi(10000))

assert 3.04 < pi(10) < 3.05

assert 3.13 < pi(100) < 3.14

assert 3.140 < pi(1000) < 3.141

assert 3.1414 < pi(10000) < 3.1415

print(‘ok’)

 Run

窗体底端

小结

itertools模块提供的全部是处理迭代功能的函数，它们的返回值不是list，而是Iterator，只有用for循环迭代的时候才真正计算。