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Python中的列表生成式与生成器学习教程

Jun 10, 2016 pm 03:05 PM
python 產生器

列表生成式
即创建列表的方式,最笨的方法就是写循环逐个生成,前面也介绍过可以使用range()函数来生成,不过只能生成线性列表,下面看看更为高级的生成方式:

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>>> [x * x for x in range(1, 11)]

[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

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写列表生成式时,把要生成的元素x * x放到前面,后面跟for循环,就可以把list创建出来,十分有用,多写几次,很快就可以熟悉这种语法。
你甚至可以在后面加上if判断:

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>>> [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]

[4, 16, 36, 64, 100]

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循环嵌套,全排列:

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>>> [m + n for m in 'ABC' for n in 'XYZ']

['AX', 'AY', 'AZ', 'BX', 'BY', 'BZ', 'CX', 'CY', 'CZ']

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看一个简单应用,列出当前目录下所有文件和目录:

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>>> import os

>>> [d for d in os.listdir('.')]

['README.md', '.git', 'image', 'os', 'lib', 'sublime-imfix', 'src']

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前面也说过Python里循环中可以同时引用两个变量,所以生成变量也可以:

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>>> d = {'x': 'A', 'y': 'B', 'z': 'C' }

>>> [k + '=' + v for k, v in d.iteritems()]

['y=B', 'x=A', 'z=C']

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也可以通过一个list生成另一个list,例如把一个list中所有字符串变为小写:

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>>> L = ['Hello', 'World', 'IBM', 'Apple']

>>> [s.lower() for s in L]

['hello', 'world', 'ibm', 'apple']

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但是这里有个问题,list中如果有其他非字符串类型,那么lower()会报错,解决办法:

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>>> L = ['Hello', 'World', 'IBM', 'Apple', 12, 34]

>>> [s.lower() if isinstance(s,str) else s for s in L]

['hello', 'world', 'ibm', 'apple', 12, 34]

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此外,列表生成式还有许多神奇用法,说明请看注释:

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#!/usr/bin/env python3

# -*- coding: utf-8 -*-

  

list(range(1, 11))

  

# 生成1乘1,2乘2...10乘10

L = []

for x in range(1, 11):

  L.append(x * x)

  

# 上面太麻烦,看下面

[x * x for x in range(1, 11)]

# [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

  

# 加上if,就可以筛选出仅偶数的平方

[x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]

# [4, 16, 36, 64, 100]

  

# 两层循环,可以生成全排列

[m + n for m in 'ABC' for n in 'XYZ']

# ['AX', 'AY', 'AZ', 'BX', 'BY', 'BZ', 'CX', 'CY', 'CZ']

  

# 列出当前目录下的所有文件和目录名

import os

[d for d in os.listdir('.')] # on.listdir可以列出文件和目录

  

# 列表生成式也可以使用两个变量来生成list:

d = {'x': 'A', 'y': 'B', 'z': 'C'}

[k + '=' + v for k, v in d.items()]

# ['x=A', 'z=C', 'y=B']

  

# 把一个list中所有的字符串变成小写

L = ['Hello', 'World', 'IBM', 'Apple']

[s.lower() for s in L]

# ['hello', 'world', 'ibm', 'apple']

  

L1 = ['Hello', 'World', 18, 'Apple', None]

L2 = [s.lower() for s in L1 if isinstance(s, str)]

print(L2)

# ['hello', 'world', 'apple']

# isinstance函数可以判断一个变量是不是字符串

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生成器
列表生成式虽然强大,但是也会有一个问题,当我们想生成一个很大的列表时,会非常耗时,并且占用很大的存储空间,关键是这里面的元素可能你只需要用到前面很少的一部分,大部分的空间和时间都浪费了。Python提供了一种边计算边使用的机制,称为生成器(Generator),创建一个Generator最简单的方法就是把[]改为():

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>>> g = (x * x for x in range(10))

>>> g

<generator object <genexpr> at 0x7fe73eb85cd0>

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如果要一个一个打印出来,可以通过generator的next()方法:

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>>> g.next()

0

>>> g.next()

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>>> g.next()

4

>>> g.next()

9

>>> g.next()

16

>>> g.next()

25

>>> g.next()

36

>>> g.next()

49

>>> g.next()

64

>>> g.next()

81

>>> g.next()

Traceback (most recent call last):

 File "<stdin>", line 1, in <module>

StopIteration

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其实generator object也是可迭代的,所以可以用循环打印,还不会报错。

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>>> g = (x * x for x in range(10))

>>> for n in g:

...   print n

...

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这是简单的推算算法,但是如果算法比较复杂,写在()里就不太合适了,我们可以换一种方式,使用函数来实现。
比如,著名的斐波拉契数列(Fibonacci),除第一个和第二个数外,任意一个数都可由前两个数相加得到:
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, …
斐波拉契数列用列表生成式写不出来,但是,用函数把它打印出来却很容易:

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def fib(max):

  n, a, b = 0, 0, 1

  while n < max:

    print b

    a, b = b, a + b

    n = n + 1

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上面的函数可以输出斐波那契数列的前N个数,这个也是通过前面的数推算出后面的,所以可以把函数变成generator object,只需要把print b改为yield b即可。

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def fib(max):

  n, a, b = 0, 0, 1

  while n < max:

    yield b

    a, b = b, a + b

    n = n + 1

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如果一个函数定义中包含了yield关键字,这个函数就不在是普通函数,而是一个generator object。

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>>> fib(6)

<generator object fib at 0x7fa1c3fcdaf0>

>>> fib(6).next()

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所以要想调用这个函数,需要使用next()函数,并且遇到yield语句返回(可以把yield理解为return):

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def odd():

  print 'step 1'

  yield 1

  print 'step 2'

  yield 3

  print 'step 3'

  yield 5

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看看调用输出结果:

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>>> o = odd()

>>> o.next()

step 1

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>>> o.next()

step 2

3

>>> o.next()

step 3

5

>>> o.next()

Traceback (most recent call last):

 File "<stdin>", line 1, in <module>

StopIteration

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同样也可以改为for循环语句输出。例如:

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def odd():

  print 'step 1'

  yield 1

  print 'step 2'

  yield 2

  print 'step 3'

  yield 3

 

if __name__ == '__main__':

  o = odd()

  while True:

    try:

      print o.next()

    except:

      break

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