Python编程进阶:高级特性

mac2024-05-18  35

切片

def trim(s): if s[:1]==' ': return trim(s[1:]) elif s[-1:]==' ': return trim(s[:-1]) return s if trim('hello ') != 'hello': print('测试失败!') elif trim(' hello') != 'hello': print('测试失败!') elif trim(' hello ') != 'hello': print('测试失败!') elif trim(' hello world ') != 'hello world': print('测试失败!') elif trim('') != '': print('测试失败!') elif trim(' ') != '': print('测试失败!') else: print('测试成功!')

迭代

判断是否可迭代

>>> 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

实现下标循环

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

###同时引用两个变量

>>> for x, y in [(1, 1), (2, 4), (3, 9)]: ... print(x, y) ... 1 1 2 4 3 9

查找最大值和最小值

def findMinAndMax(L): min=1e10 max=-1e10 for i in L: if i <= min: min=i if i >= max: max=i if max>=min: return (min,max) return (None,None) if findMinAndMax([]) != (None, None): print('测试失败!') elif findMinAndMax([7]) != (7, 7): print('测试失败!') elif findMinAndMax([7, 1]) != (1, 7): print('测试失败!') elif findMinAndMax([7, 1, 3, 9, 5]) != (1, 9): print('测试失败!') else: print('测试成功!')

列表生成式

import os print([x*x for x in range(1,11) if x%2==0]) print([m+n for m in 'ABC' for n in 'XYZ']) #两层循环 print([d for d in os.listdir('..')]) d={'x':'A','y':'B','z':'C'} print([k+'='+v for k,v in d.items()]) #使用两个变量来生成list L = ['Hello', 'World', 'IBM', 'Apple'] print([v.lower() for v in L]) #把一个list里面所有的字符串变成小写 [4, 16, 36, 64, 100] ['AX', 'AY', 'AZ', 'BX', 'BY', 'BZ', 'CX', 'CY', 'CZ'] ['x=A', 'y=B', 'z=C'] ['hello', 'world', 'ibm', 'apple'] L1 = ['Hello', 'World', 18, 'Apple', None] L2=[v.lower() for v in L1 if isinstance(v,str)] print(L2) if L2 == ['hello', 'world', 'apple']: print('测试通过!') else: print('测试失败!')

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。

要创建一个generator,有很多种方法。第一种方法很简单,只要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))

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。

def fib(max): n,a,b=0,0,1 while n<max: print(b) a,b=b,a+b n=n+1 return 'done' fib(6) 注意,赋值语句: a, b = b, a + b 相当于: t = (b, a + b) # t是一个tuple a = t[0] b = t[1]

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,上面的函数和generator仅一步之遥。要把fib函数变成generator,只需要把print(b)改为yield b就可以了:

def fib(max): n, a, b = 0, 0, 1 while n < max: yield b a, b = b, a + b n = n + 1 return 'done' >>> f = fib(6) >>> f <generator object fib at 0x104feaaa0>

这就是定义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 这里,最难理解的就是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。

def odd(): print('step 1') yield 1 print('step 2') yield 3 print('step 3') yield 5 o=odd() next(o) next(o) next(o) next(o) Traceback (most recent call last): step 1 File "D:/PCL/CocktailModel-master/test.py", line 13, in <module> step 2 next(o) step 3 StopIteration

可以看到,odd不是普通函数,而是generator,在执行过程中,遇到yield就中断,下次又继续执行。执行3次yield后,已经没有yield可以执行了,所以,第4次调用next(o)就报错。

回到fib的例子,我们在循环过程中不断调用yield,就会不断中断。当然要给循环设置一个条件来退出循环,不然就会产生一个无限数列出来。 同样的,把函数改成generator后,我们基本上从来不会用next()来获取下一个返回值,而是直接使用for循环来迭代:

for n in fib(6): print(n)

但是用for循环调用generator时,发现拿不到generator的return语句的返回值。如果想要拿到返回值,必须捕获StopIteration错误,返回值包含在StopIteration的value中:

g=fib(6) while True: try: x=next(g) print('g:',x) except StopIteration as e: print('return value',e.value) break g: 1 g: 1 g: 2 g: 3 g: 5 g: 8 return value done ### 杨辉三角 def triangles(): max=10 n=0 L= [1, ] while n<max: yield L L=[1]+[L[i]+L[i+1] for i in range(len(L)-1)]+[1] n=n+1 t=triangles() for i in range(10): print(next(t))

列表也可以这样相加,牛逼

迭代器

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

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。

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list、dict、str虽然是Iterable,却不是Iterator。

把list、dict、str等Iterable变成Iterator可以使用iter()函数:

from collections import Iterator print(isinstance(iter([]),Iterator)) print(isinstance(iter('abc'),Iterator)) True True

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。

总结

凡是可作用于for循环的对象都是Iterable类型;

凡是可作用于next()函数的对象都是Iterator类型,它们表示一个惰性计算的序列;

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。

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