切片
取一个list
或tuple
的部分元素是非常常见的操作。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,能大大简化这种操作。
例:
>>> L = ['Michael', 'Sarah', 'Tracy', 'Bob', 'Jack']
>>> 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0,1,2,
正好是3
个元素。当第一个索引是0
,还可以省略为L[:3]
。
类似的,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']
甚至什么都不写,只写[:]
就可以原样复制一个list
:
>>> L[:]
[0, 1, 2, 3, ..., 99]
tuple
也是一种list
,唯一区别是tuple
不可变。因此,tuple
也可以用切片操作,只是操作的结果仍是tuple
:
>>> (0, 1, 2, 3, 4, 5)[:3]
(0, 1, 2)
迭代
如果给定一个list
或tuple
,我们可以通过for
循环来遍历这个list
或tuple
,这种遍历我们称为迭代(Iteration
)。
对于dict
,dict
迭代的是key
。如果要迭代value
,可以用for value in d.values()
,如果要同时迭代key
和value
,可以用for k, v in d.items()
。
>>> d = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
>>> for key in d:
print(key)
>>> for x, y in [(1, 1), (2, 4), (3, 9)]:
... print(x, y)
...
1 1
2 4
3 9
列表生成器
列表生成式即List Comprehensions
,是Python内置的非常简单却强大的可以用来创建list
的生成式。举个例子,要生成list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
可以用list(range(1, 11))
:
>>> list(range(1, 11))
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
但如果要生成[1x1, 2x2, 3x3, ..., 10x10]
怎么做?用循环太繁琐,而列表生成式则可以用一行语句代替循环生成上面的list
:
>>> [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
循环后面还可以加上if
判断,这样我们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]
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dict
的items()
可以同时迭代key
和value
:
>>> d = {'x': 'A', 'y': 'B', 'z': 'C' }
>>> for k, v in d.items():
... print(k, '=', v)
...
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']
注:在一个列表生成式中,for
前面的if ... else
是表达式,而for
后面的if
是过滤条件,不能带else
。
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))
>>> g
<generator object <genexpr> at 0x1022ef630>
打印出generator
的每一个元素:
>>> g = (x * x for x in range(10))
>>> for n in g:
... print(n)
...
0
1
4
9
16
25
36
49
64
81
generator
非常强大。如果推算的算法比较复杂,用类似列表生成式的for
循环无法实现的时候,还可以用函数来实现。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, ...
def fib(max):
n, a, b = 0, 0, 1
while n < max:
yield b
a, b = b, a + b
n = n + 1
return 'done'
注: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。
本文参考廖雪峰 python 教程,作为个人学习笔记。