python itertools模块详解

Python的itertools模块提供了高效的迭代器工具,包括无限迭代如count(), cycle(), repeat(),以及有限迭代器如chain(), groupby(), accumulate()等。此外,它还包含组合迭代器如product(), permutations(), combinations(), combinations_with_replacement(),用于创建笛卡尔积、排列和组合。这些函数在算法和数据处理中非常实用。

简介

itertools,是python的一个内置模块,功能强大,主要用于高效循环创建迭代器。注意一点,他返回的不是list,而是iterator

无穷迭代器

count()

count(start, [step])会创建一个无限迭代器,从当前数字无限循环下去,停止可以按Ctrl+c键
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cycle()

cycle( p)会把传入的序列无限的循环打印
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repeat()

repeat(elem [,n])可以把一个元素无限循环
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也可以添加第二个参数来限制个数
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有限迭代器

因为有限迭代器有十多个,这里只列举几个常用的函数

chain()

chain(p,q…)可以把一组迭代对象串联起来,形成一个更大的迭代器
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groupby()

groupby(iterable,key=None])把迭代器中相邻的元素按照key函数分组,当key=None时,把相邻的重复元素进行分组
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accumulate()

accumulate(iterable [,func])是一个计算迭代器,如果不指定参数函数,将会采取默认的求和函数
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也可以指定参数函数,比如求最大值
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关于有限迭代器还有更多有趣的函数,可以去官方文档查看
itertools官方文档

组合迭代器

组合操作在算法中经常会用到,因此这里就体现出来itertools模块的便捷性
下面来看看四个组合迭代器的用法

product()

product(p,q,…[repeat=1])得到的是可迭代的笛卡尔积,多个可迭代对象的笛卡尔积可以通过for循环来实现,比如product(a,b)用for循环可以表示为

((i,j) for i in a for j in b)

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函数中的repeat参数表示前面可迭代序列的重复次数
比如product(a, repeat=4) 就表示 product(a, a, a, a)

permutations()

permutations(p[, r])返回的是一个长度为 r 的所有可能排列,无重复元素
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第二个参数默认为迭代序列长度

combinations()

combinations(p, r)返回的是一个长度为r的组合,它是有序的,无重复元素
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combinations_with_replacement()

combinations_with_replacement(p, r)返回的是一个长度为r的组合,它是有序的,元素可以重复
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### Python `itertools` 模块简介 Python 的 `itertools` 是一个用于操作迭代对象的工具模块,提供了许多高效循环器函数来处理无限以及有限序列。这些功能不仅提高了编程效率还优化了内存使用。 #### 基础概念 - **迭代器协议**:任何实现了 `__iter__()` 方法的对象都是可迭代对象;而实现了 `next()` 或者 `__next__()` 方法的就是迭代器。 - **惰性求值**:只有当元素被请求时才会生成下一个数据项,这使得即使对于非常大的甚至无限的数据集也能有效工作[^1]。 #### 主要组件及其用途 ##### 产品组合 (`product`) 此函数用来计算输入参数之间的笛卡尔积。可以通过设置关键字参数 `repeat` 来重复同一个集合中的成员形成多维乘积。 ```python from itertools import product char = ['a', 'b'] for each in product(char, repeat=2): print(each) # 输出: # ('a', 'a') # ('a', 'b') # ('b', 'a') # ('b', 'b') ``` 注意上述代码的实际输出应为四个二元组而不是题目描述中的三元组形式[^2]。 ##### 更多功能展示 除了 `product` 外,`itertools` 还包含了其他多个实用的功能: - **排列组合** - 排列(`permutations`):返回给定长度的所有可能顺序安排 ```python from itertools import permutations items = [1, 2, 3] for p in permutations(items): print(p) # 输出所有三个数的不同排序方式 ``` - **链式连接** 将多个可迭代对象串联成一个新的连续体。 ```python from itertools import chain chained = list(chain('ABC', 'DEF')) print(chained) # 结果: ['A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F'] ``` - **压缩过滤** 只保留那些满足条件的项目。 ```python from itertools import compress data = range(10) selectors = [True if i % 2 == 0 else False for i in data] filtered_data = list(compress(data, selectors)) print(filtered_data) # 结果: [0, 2, 4, 6, 8] ``` 通过以上例子可以看出,`itertools` 提供了一系列强大的工具帮助开发者更简洁优雅地编写代码,在面对复杂逻辑场景下尤其有用处。
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