itertools

我们已经在本课程的其他部分提到了一些库。本章将告诉你如何找到这些库，并列出可以进一步探索的领域。

itertools

itertools 是 Python 的标准库之一——它是 Python 自带的，无需额外安装。

它包含一系列用于迭代的实用函数。以下是一些亮点；更多详细信息请参考 python.org 上的官方文档。

无限迭代器

这些是会无限持续下去的迭代器。

count

count(start, [step]) 生成一个从指定起始值开始的无限递增序列。

例如：

1count(0) # 生成 0, 1, 2 ...

它的行为类似于 range，但结束值被设为无穷大。还可以选择性地指定步长：

1count(5, 2) # 生成 5, 7, 9 ...

repeat

repeat(x, [n]) 生成一个无限重复值 x 的序列。可选参数 n 用于限制循环次数，在执行 n 次后停止。

cycle

cycle(it) 通过不断重复可迭代对象 it 中的元素来创建一个无限序列。

例如：

1cycle([1, 2, 3]) # 生成 1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3...

你可以在下面的代码编辑器中尝试这些迭代器。

1import itertools 
2  
3for i in itertools.count(0): 
4    if i == 4: 
5        break
6    else: 
7        print(i, end =" ") 
8        
9print()  
10
11for i in itertools.count(5, 2): 
12    if i == 11: 
13        break
14    else: 
15        print(i, end =" ") 
16
17print() 
18
19print (list(itertools.repeat(2, 4)))
20
21count = 0
22for i in itertools.cycle('Hello'): 
23    if count > 5: 
24        break
25    else: 
26        print(i, end = " ") 
27        count += 1

其他迭代器

itertools 还包含一组其他有用的迭代器。其中一些是对内置函数的有用变体。

zip_longest

zip_longest(p, q ..., fillvalue = None) 用于合并多个可迭代对象。其工作方式与普通 zip 函数非常相似。区别在于：zip 在最短的可迭代对象耗尽时停止，而 zip_longest 会一直运行到最长的可迭代对象结束。缺失的值会被填充为 fillvalue，默认为 None。

1from itertools import zip_longest
2
3a = [1, 2, 3]
4b = [10, 20]
5print(list(zip(a, b))) # 生成 (1, 10), (2, 20) 
6print(list(zip_longest(a, b))) # 生成 (1, 10), (2, 20), (3, None)

starmap

starmap(fn, it) 与 map 非常相似。不同之处在于：如果 fn 接受多个参数，map 要求传入多个可迭代对象（每个参数对应一个），而 starmap 只需要一个包含元组的可迭代对象，每个元组包含 n 个值。当数据本身已经是元组形式时，这非常方便——无需再用 zip 重新格式化数据，可以直接使用 starmap。

如果你的数据是以多个可迭代对象的形式提供的，应使用 map，如下面代码第 4 行所示。但如果你的数据已经是一个包含元组的单一可迭代对象，则应使用 starmap，如第 5 行所示。

1from itertools import starmap
2from operator import add
3
4print(list( map(add, [1, 2, 3], [4, 5, 6]) ))
5print(list( starmap(add, [(1, 4), (2, 5), (3, 6)]) ))

filterfalse

filterfalse(fn, it) 与 filter 完全相同，只是判断逻辑相反。filter 保留 fn 为真时的元素，丢弃为假的元素；而 filterfalse 保留 fn 为假的元素，丢弃为真的元素。

其他函数

还有一些值得了解的附加函数：

• accumulate 类似于 sum，但会保留数值的累计总和。
• chain 将两个或多个可迭代对象连接成一个单一的迭代器。
• tee 从一个可迭代对象中返回 n 个独立的迭代器。
• takewhile 类似于 filter，它从可迭代对象中返回所有元素，直到函数结果为假为止。与 filter 不同的是，takewhile 在遇到第一个假值后立即停止。
• dropwhile 与 takewhile 相反。它会跳过所有使函数为真的元素，直到函数首次为假，之后才开始返回所有后续元素。

组合

itertools 还提供了一些函数，用于生成可迭代对象中所有元素的排列和组合。