3. 有點難~ Python函式式編程中 itertools 模塊

本篇博客將為你介紹 itertools 模塊中處理可迭代集合的相關函式，

容器與可迭代物件

在正式開始前先補充一些基本概念在 Python 中存在容器 與 可迭代物件

• 容器：用來存盤多個元素的資料結構，例如 串列，元組，字典，集合等內容；
• 可迭代物件：實作了 __iter__ 方法的物件就叫做可迭代物件，

從可迭代物件中還衍生出 迭代器 與 生成器：

• 迭代器：既實作了 __iter__，也實作了 __next__ 方法的物件叫做迭代器；
• 生成器：具有 yield 關鍵字的函式都是生成器，

這樣就比較清楚了，可迭代物件的范圍要大于容器，而且可迭代物件只能使用一次，使用完畢再獲取值就會提示 StopIteration 例外，

除此之外，可迭代物件還有一些限制：

• 不能對可迭代物件使用 len 函式；
• 可以使用 next 方法處理可迭代物件，容器也可以通過 iter 函式轉換成迭代器；
• for 陳述句會自動呼叫容器的 iter 函式，所以容器也能被回圈迭代，

count() 函式

count 函式一般與 range 函式對比學習，例如 range 函式需要定義生成范圍的下限，上限與步長可選，而 count 函式不同，指定下限與步長，上限值不用宣告，

函式原型宣告如下

count(start=0, step=1) --> count object

測驗代碼如下，其中必須添加跳出回圈的判定條件，否則代碼會一直運行下去，

from itertools import count

a = count(5, 10)
for i in a:
    print(i)
    if i > 100:
        break

除此之外，count 函式還接收非整數引數，所以下述代碼中定義的也是正確的，

from itertools import count

a = count(0.5, 0.1)
for i in a:
    print(i)
    if i > 100:
        break

cycle 函式

用 cycle 函式可以回圈一組值，測驗代碼如下所示：

from itertools import cycle

x = cycle('夢想橡皮擦abcdf')
for i in range(5):
    print(next(x), end=" ")
print("\n")
print("*" * 100)
for i in range(5):
    print(next(x), end=" ")

代碼輸出如下內容：

夢 想 橡 皮 擦

****************************************************************************************************
a b c d f

可以看到 cycle 函式與 for 回圈非常類似，

repeat 函式

repeat 函式用于重復回傳某個值，官方給出的函式描述如下所示：

class repeat(object):
    """
    repeat(object [,times]) -> create an iterator which returns the object
    for the specified number of times.  If not specified, returns the object
    endlessly.

進行一下簡單的測驗，看一下效果：

from itertools import repeat

x = repeat('橡皮擦')
for i in range(5):
    print(next(x), end=" ")
print("\n")
print("*" * 100)
for i in range(5):
    print(next(x), end=" ")

怎么看這個函式，都好像沒有太大用處，

enumerate 函式，添加序號

這個函式在前面的文章中，已經進行過簡單介紹，并且該函式在 __builtins__ 包中，所以不再過多說明，基本格式如下所示：

enumerate(sequence, [start=0])

其中 start 引數是下標起始位置，

accumulate 函式

該函式基于給定的函式回傳一個可迭代物件，默認是累加效果，即第二個引數為 operator.add，測驗代碼如下：

from itertools import accumulate
data = [1, 2, 3, 4, 5]
# 計算累積和
print(list(accumulate(data)))  # [1, 3, 6, 10, 15]

針對上述代碼，修改為累積，

from itertools import accumulate
import operator

data = [1, 2, 3, 4, 5]
# 計算累積

print(list(accumulate(data, operator.mul)))

除此之外，第二個引數還可以為 max，min 等函式，例如下述代碼：

from itertools import accumulate

data = [1, 4, 3, 2, 5]

print(list(accumulate(data, max)))

代碼輸出如下內容，其實是將 data 里面的任意兩個值進行了比較，然后留下最大的值，

[1, 4, 4, 4, 5]

chain 與 groupby 函式

chain 函式用于將多個迭代器組合為單個迭代器，而 groupby 可以將一個迭代器且分為多個子迭代器，

首先展示一下 groupby 函式的應用：

from itertools import groupby

a = list(groupby('橡橡皮皮擦擦'))

print(a)

輸出內容如下所示：

[('橡', <itertools._grouper object at 0x0000000001DD9438>),
('皮', <itertools._grouper object at 0x0000000001DD9278>),
('擦', <itertools._grouper object at 0x00000000021FF710>)]

為了使用 groupby 函式，建議先對原串列進行排序，因為它是有點像切片一樣，發現不同的就分出一個迭代器，

chain 函式的用法如下，將多個迭代物件進行拼接：

from itertools import groupby, chain

a = list(chain('ABC', 'AAA', range(1,3)))
print(a)

zip_longest 與 zip

zip 函式在之前的博客中已經進行過說明，zip_longest 與 zip 的區別就是，zip 回傳的結果以最短的序列為準，而 zip_longest 以最長的為準，

測驗代碼如下，自行比對結果即可，

from itertools import zip_longest

a = list(zip('ABC', range(5), [10, 20, 30, 40]))
print(a)

a = list(zip_longest('ABC', range(5), [10, 20, 30, 40]))
print(a)

zip_logest 如果碰到長度不一致的序列，缺少部分會填充 None，

tee 函式

tee 函式可以克隆可迭代物件，產出多個生成器，每個生成器都可以產出輸入的各個元素，

from itertools import tee

a = list(tee('橡皮擦'))
print(a)

compress 函式

該函式通過**謂詞（是否，True/False）**來確定對某個元素的取舍問題，最簡單的代碼如下所示：

from itertools import compress

a = list(compress('橡皮擦', (0, 1, 1)))
print(a)

islice、dropwhile、takewhile、filterfalse、filter

這幾個函式都是從輸入的可迭代物件中獲取一個子集，而且不修改元素本身，

本部分只羅列各個函式的原型宣告，具體用法直接參考使用即可，

islice(iterable, stop) --> islice object
islice(iterable, start, stop[, step]) --> islice object

dropwhile(predicate, iterable) --> dropwhile object

takewhile(predicate, iterable) --> takewhile object

filterfalse(function or None, sequence) --> filterfalse object

其中只有 filterfalse 中的引數是函式在前，序列在后，

測驗代碼如下，尤其注意第一個引數是 callable 即函式，

from itertools import islice, dropwhile, takewhile, filterfalse

a = list(filterfalse(lambda x: x in ["皮", "擦"], '橡皮擦'))
print(a)

寫在后面

以上內容就是本文的全部內容，在使用無限迭代器函式 count，cycle，repeat 的時候，一定要注意即使停止，

今天是持續寫作的第 218 / 365 天，
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