Python学习笔记__12.7章 itertools

Posted 2020-11-05

# 这是学习廖雪峰老师python教程的学习笔记

1、概览

Python的内建模块itertools提供了非常有用的用于操作迭代对象的函数。

1.1、itertools提供的几个“无限”迭代器

                0）count()

>>> import itertools

>>> natuals = itertools.count(1)

>>> for n in natuals:

...     print(n)

count()会创建一个无限的迭代器，所以上述代码会打印出自然数序列，根本停不下来，只能按Ctrl+C退出。

                1）cycle()

cycle()会把传入的一个序列无限重复下去

>>> import itertools

>>> cs = itertools.cycle('ABC') # 注意字符串也是序列的一种

>>> for c in cs:

...     print(c)

                2）repeat()

repeat()负责把一个元素无限重复下去，不过如果提供第二个参数就可以限定重复次数

>>> ns = itertools.repeat('A', 3)

>>> for n in ns:

...     print(n)

                3）takewhile()

可以通过takewhile()等函数根据条件判断来对无限循环截取出一个有限的序列

>>> natuals = itertools.count(1)

>>> ns = itertools.takewhile(lambda x: x <= 10, natuals)

>>> list(ns)

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

 

1.2、itertools提供的几个迭代器操作函数

                1）chain()

chain()可以把一组迭代对象串联起来，形成一个更大的迭代器

>>> for c in itertools.chain('ABC', 'XYZ'):

...     print(c)

# 迭代效果：'A' 'B' 'C' 'X' 'Y' 'Z'

                2）groupby()

groupby()把迭代器中相邻的重复元素挑出来放在一起：

>>> for key, group in itertools.groupby('AAABBBCCAAA'):

...     print(key, list(group))

...

A ['A', 'A', 'A']

B ['B', 'B', 'B']

C ['C', 'C']

A ['A', 'A', 'A']

挑选规则是通过函数完成的，只要作用于函数的两个元素返回的值相等，这两个元素就被认为是在一组的，而函数返回值作为组的key。

>>> for key, group in itertools.groupby('AaaBBbcCAAa', lambda c: c.upper()): # 忽略大小写

...     print(key, list(group))

...

A ['A', 'a', 'a']

B ['B', 'B', 'b']

C ['c', 'C']

A ['A', 'A', 'a']

注意：itertools模块提供的全部是处理迭代功能的函数，它们的返回值不是list，而是Iterator，只有用for循环迭代的时候才真正计算。

2、例题

计算圆周率可以根据公式：

利用Python提供的itertools模块，我们来计算这个序列的前N项和：

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

import itertools

方法一：

def pi(N): 

    n=itertools.count(1,2)  # 取出奇数序列，从1开始，步长为2

    ns=itertools.takewhile(lambda x:x<=2*N,n) #取出前N个数

    num=list(ns)  #将Iterator 序列化

    sum=0

    for n in num: # 循环，if判断取值

        if n%4==1:

            n=4/n

        else:

            n=-4/n

        sum+=n

    return sum

方法二（网友写）：

def pi(N):

    ' 计算pi的值 '

    # step 1: 创建一个奇数序列: 1, 3, 5, 7, 9, ...

    list1 = itertools.count(1, 2)

    # step 2: 取该序列的前N项: 1, 3, 5, 7, 9, ..., 2*N-1.

    list2 = list(itertools.takewhile(lambda x: x < 2 * N, list1))

    # step 3: 添加正负符号并用4除: 4/1, -4/3, 4/5, -4/7, 4/9, ...

    list3 = [4 / (-i) for i in list2[1::2]] + [4 / i for i in list2[::2]]

    # step 4: 求和:

    return sum(list3) #这里求和得用sum()函数，sum函数将list3中的所有值相加