Python itertools详解

import itertools

一旦导入了itertools模块，我们就可以使用其中的函数和迭代器了。

无限迭代器

itertools模块中的一些函数返回的是无限迭代器，即可以无限次地生成迭代值。

1. count

count函数可以生成从指定起始数字开始的无限整数序列。它的使用方式如下所示：

import itertools

for i in itertools.count(10, 2):
    if i > 20:
        break
    print(i)

执行上述代码的输出结果是：

10
12
14
16
18
20

在这个例子中，我们使用count(10, 2)来生成从10开始的无限整数序列。每次迭代，数字会递增2，直到大于20时终止迭代。

2. cycle

cycle函数可以无限次地循环一个可迭代对象。它接受一个可迭代对象作为参数，并不断地重复生成其中的元素。

import itertools

count = 0
for item in itertools.cycle('abcd'):
    if count > 10:
        break
    print(item)
    count += 1

执行上述代码的输出结果是：

a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c

在这个例子中，我们使用cycle('abcd')来无限次地循环生成包含字符'abcd'的字符串序列。在每次迭代中，会按顺序返回这些字符。

3. repeat

repeat函数可以生成一个无限重复的元素。它接受一个元素和一个可选的次数参数，并以元素作为结果迭代器的元素。

import itertools

for item in itertools.repeat('abc', 3):
    print(item)

执行上述代码的输出结果是：

abc
abc
abc

在这个例子中，我们使用repeat('abc', 3)生成一个无限重复的'abc'序列，并限定了重复次数为3次。

有限迭代器

除了无限迭代器，itertools模块还提供了一些函数用于生成有限的迭代器。

1. islice

islice函数可以从指定序列中截取片段，生成一个迭代器。它接受一个可迭代对象、起始位置、终止位置和可选的步长参数。

下面是islice函数的一个例子：

import itertools

numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
for item in itertools.islice(numbers, 2, 8, 2):
    print(item)

执行上述代码的输出结果是：

3
5
7

在这个例子中，我们使用islice(numbers, 2, 8, 2)从列表numbers中截取了索引为2到索引为7的元素，步长为2。最终生成的迭代器包含了这个截取的片段。

迭代器操作

itertools模块中的一些函数用于对迭代器进行操作和处理。

1. chain

chain函数可以将多个可迭代对象串联起来，形成一个单一的迭代器。它接受多个可迭代对象作为参数，并将它们的元素依次返回。

下面是chain函数的一个例子：

import itertools

nums1 = [1, 2, 3]
nums2 = [4, 5, 6]
nums3 = [7, 8, 9]

for item in itertools.chain(nums1, nums2, nums3):
    print(item)

执行上述代码的输出结果是：

1
2
3
4
5
6
7
8
9

在这个例子中，我们使用chain(nums1, nums2, nums3)将三个列表串联起来，并将它们的所有元素依次返回。

2. compress

compress函数根据一个布尔值序列选择元素。它接受两个可迭代对象作为参数，第一个参数用于选择元素，第二个参数是待选择的元素序列。

下面是compress函数的一个例子：

import itertools

data = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
selector = [True, True, False, False, True, True, False]

for item in itertools.compress(data, selector):
    print(item)

执行上述代码的输出结果是：

1
2
5
6

在这个例子中，我们使用compress(data, selector)根据selector中的布尔值序列选择data中的元素进行迭代。只有在selector中对应位置的值为True时，相应位置的值才会被返回。

组合和排列

itertools模块中的一些函数用于生成组合和排列。

1. combinations

combinations函数可以生成指定长度的组合。它接受一个可迭代对象和一个整数r为参数，生成包含所有长度为r的组合的迭代器。

下面是combinations函数的一个例子：

import itertools

letters = ['A', 'B', 'C', 'D']
for item in itertools.combinations(letters, 2):
    print(item)

执行上述代码的输出结果是：

('A', 'B')
('A', 'C')
('A', 'D')
('B', 'C')
('B', 'D')
('C', 'D')

在这个例子中，我们使用combinations(letters, 2)生成了所有长度为2的组合，并将它们的元素按顺序返回。

2. permutations

permutations函数可以生成指定长度的排列。它接受一个可迭代对象和一个整数r为参数，生成包含所有长度为r的排列的迭代器。

下面是permutations函数的一个例子：

import itertools

letters = ['A', 'B', 'C']
for item in itertools.permutations(letters, 2):
    print(item)