Python学习笔记(三)--高级特性

    xiaoxiao2021-03-25  117

    一、切片 [n:k:y] n_开始,k_结束,不包含k,y_步长,间隔

    取一个list或tuple的部分元素是非常常见的操作。比如,一个list如下:

    >>> L = ['Michael', 'Sarah', 'Tracy', 'Bob', 'Jack']

    对这种经常取指定索引范围的操作,用循环十分繁琐,因此,Python提供了切片(Slice)操作符。

    >>> L[0:3] ['Michael', 'Sarah', 'Tracy']

    L[0:3]表示,从索引0开始取,直到索引3为止,但不包括索引3。即索引012,正好是3个元素。如果第一个索引是0,还可以省略。

    >>> L[:3] ['Michael', 'Sarah', 'Tracy']

    类似的,既然Python支持L[-1]取倒数第一个元素,那么它同样支持倒数切片,试试:

    >>> L[-2:] ['Bob', 'Jack'] >>> L[-2:-1] ['Bob']

    所有数,每5个取一个:

    L = list(range(100))>>> L[::5][0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95]

    二、迭代

    通过for ... in循环来遍历这个list或tuple,这种遍历我们称为迭代(Iteration)

    断一个对象是可迭代对象呢?方法是通过collections模块的Iterable类型判断:

    >>> 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

    任何可迭代对象都可以作用于for循环,包括我们自定义的数据类型,只要符合迭代条件,就可以使用for循环

    最后一个小问题,如果要对list实现类似Java那样的下标循环怎么办?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

    三、列表生成式 List Comprehensions,可以用来创建list的生成式。

    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

    >>> [x * x for x in range(1, 11)] [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100] 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 for循环后面加上if判断,这样我们就可以筛选出仅偶数的平方 L = ['Hello','WORLD'] print([s.lower() for s in L]) >>> [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0] [4, 16, 36, 64, 100] 还可以使用两层循环,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']

    for循环其实可以同时使用两个甚至多个变量,比如dictitems()可以同时迭代key和value。 因此,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()] ['y=B', 'x=A', 'z=C'] 最后把一个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']

    非字符串类型没有lower()方法,可以使用内建的isinstance()函数可以判断一个变量是不是字符串

    L1 = ['Hello', 'World', 18, 'Apple', None] L2 = [s.lower() for s in L1 if isinstance(s, str)] print(L2)L = ['Hello','WORLD'] print([s.lower() for s in L]) # 生成列表 print(list(s.lower() for s in L)) # 生成器表达式

    四、生成器

    一边循环一边计算的机制,称为生成器:generator。

    创建方法:

    1、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)) >>> g <generator object <genexpr> at 0x1022ef630> 可以通过next()函数获得generator的下一个返回值 g = (x * x for x in range(10)) >>> g <generator object <genexpr> at 0x1022ef630>>>> next(g) 0 >>> next(g) 1 >>> next(g) 4我们讲过,generator保存的是算法,每次调用next(g),就计算出g的下一个元素的值,直到计算到最后一个元素,没有更多的元素时,抛出StopIteration的错误。或者使用for循环 >>> g = (x * x for x in range(10)) >>> for n in g: ... print(n)

    2、若函数定义中包含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

    def fib(max1): n, a, b = 0, 0, 1 while n < max1: print(b) #返回b yield b a, b = b, a+b n += 1 return 'done'for i in fib(6): print(i)

    f = fib(6) next(f) next(f) next(f)。 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。捕获错误:

    如果想要拿到返回值,必须捕获StopIteration错误,返回值包含在StopIterationvalue

    while True: ... try: ... x = next(g) ... print('g:', x) ... except StopIteration as e: ... print('Generator return value:', e.value) ... breakg: 1 g: 1 g: 2 g: 3 g: 5 g: 8 Generator return value: done

    五、迭代器

    1、可迭代对象Iterable: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

    2、迭代器Iterator: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listdictstr虽然是Iterable,却不是Iterator

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

    >>> isinstance(iter([]), Iterator) True >>> isinstance(iter('abc'), Iterator) True Iterator对象表示的是一个数据流,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。而使用list是永远不可能存储全体自然数的。

    总结:

    1、迭代器是一种支持next()操作的对象. 它包含一组元素, 当执行next()操作时, 返回其中的一个元素; 当所有元素被返回后, 给出StopIteration异常.

    生成器是一种迭代器,也是一种特殊的函数, 使用yeild操作来将函数构造成迭代器. 普通的函数只有一个入口, 有一个返回值. 但是生成器有多个多个入口, 多个返回值.

    2、凡是可作用于for循环的对象都是可迭代对象Iterable类型;

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

    3、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。

    Python的for循环本质上就是通过不断调用next()函数实现的

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