如何限制 Python 中循环的迭代？

Posted 2023-04-14

【中文标题】如何限制 Python 中循环的迭代？

【英文标题】：How can I limit iterations of a loop in Python?

【发布时间】：2016-07-06 12:37:19

【问题描述】：

假设我有一个项目列表，我想遍历其中的前几个：

items = list(range(10)) # I mean this to represent any kind of iterable.
limit = 5

朴素的实现

来自其他语言的 Python naïf 可能会编写这个完美的可服务性和高性能（如果是单一的）代码：

index = 0
for item in items: # Python's `for` loop is a for-each.
    print(item)    # or whatever function of that item.
    index += 1
    if index == limit:
        break

更惯用的实现

但是 Python 有枚举，它很好地包含了大约一半的代码：

for index, item in enumerate(items):
    print(item)
    if index == limit: # There's gotta be a better way.
        break

所以我们已经将额外的代码减半了。但一定有更好的方法。

我们可以近似下面的伪代码行为吗？

如果 enumerate 采用另一个可选的 stop 参数（例如，它采用像这样的 start 参数：enumerate(items, start=1)），我认为这是理想的，但下面不存在（参见 @ 987654321@):

# hypothetical code, not implemented:
for _, item in enumerate(items, start=0, stop=limit): # `stop` not implemented
    print(item)

请注意，无需命名index，因为无需引用它。

是否有一种惯用的方式来编写上述内容？怎么样？

第二个问题：为什么这不是内置在枚举中？

【参考方案1】：

如何在 Python 中限制循环的迭代次数？

for index, item in enumerate(items):
    print(item)
    if index == limit:
        break

有没有更短的、惯用的方式来写上面的内容？怎么样？

包括索引

zip 在其参数中最短的可迭代对象处停止。 （与 zip_longest 的行为相反，它使用最长的可迭代对象。）

range 可以提供一个有限的迭代器，我们可以将它与我们的主迭代器一起传递给 zip。

所以我们可以将range 对象（带有stop 参数）传递给zip，并像有限枚举一样使用它。

zip(range(limit), items)

使用 Python 3，zip 和 range 返回 iterables，它将数据流水线化，而不是将数据具体化为中间步骤的列表。

for index, item in zip(range(limit), items):
    print(index, item)

要在 Python 2 中获得相同的行为，只需将 xrange 替换为 range 并将 itertools.izip 替换为 zip。

from itertools import izip
for index, item in izip(xrange(limit), items):
    print(item)

如果不需要索引，itertools.islice

你可以使用itertools.islice:

for item in itertools.islice(items, 0, stop):
    print(item)

不需要分配给索引。

组合enumerate(islice(items, stop))获取索引

正如 Pablo Ruiz Ruiz 指出的那样，我们也可以用 enumerate 组成 islice。

for index, item in enumerate(islice(items, limit)):
    print(index, item)

为什么enumerate 没有内置这个功能？

这里是用纯 Python 实现的枚举（可能会进行修改以在 cmets 中获得所需的行为）：

def enumerate(collection, start=0):  # could add stop=None
    i = start
    it = iter(collection)
    while 1:                         # could modify to `while i != stop:`
        yield (i, next(it))
        i += 1

对于那些已经使用 enumerate 的人来说，上面的性能会降低，因为它必须检查是否是时候停止每次迭代。如果没有停止参数，我们可以检查并使用旧的枚举：

_enumerate = enumerate

def enumerate(collection, start=0, stop=None):
    if stop is not None:
        return zip(range(start, stop), collection)
    return _enumerate(collection, start)

这个额外的检查对性能的影响可以忽略不计。

至于为什么 enumerate 没有停止参数，这是最初提出的（见PEP 279）：

这个函数最初是用可选的 start 提出的 并停止争论。 GvR [Guido van Rossum] 指出函数调用 enumerate(seqn, 4, 6) 有一个替代的、合理的解释为 将返回第四个和第五个元素的切片 顺序。为了避免歧义，可选参数是 即使这意味着失去作为循环计数器的灵活性，也会下降。 这种灵活性对于常见的 从一开始计数，如：

for linenum, line in enumerate(source,1):  print linenum, line

显然start 被保留是因为它非常有价值，而stop 被删除是因为它的用例较少并导致新功能的使用混乱。

避免使用下标符号进行切片

另一个答案说：

为什么不简单地使用

for item in items[:limit]: # or limit+1, depends

这里有一些缺点：

它仅适用于接受切片的迭代，因此受到更多限制。 如果他们确实接受切片，它通常会在内存中创建一个新的数据结构，而不是迭代引用数据结构，因此它会浪费内存（所有内置对象在切片时都会创建副本，但是，例如，numpy 数组会创建一个切片时查看）。 不可分割的迭代将需要其他类型的处理。如果您切换到惰性评估模型，您还必须使用切片更改代码。

只有在了解限制以及是否生成副本或视图时，才应使用带下标表示法的切片。

结论

我假设现在 Python 社区知道 enumerate 的用法，混淆成本会被参数的价值所抵消。

在那之前，您可以使用：

for index, element in zip(range(limit), items):
    ...

或

for index, item in enumerate(islice(items, limit)):
    ...

或者，如果您根本不需要索引：

for element in islice(items, 0, limit):
    ...

并避免使用下标符号进行切片，除非您了解这些限制。

【讨论】：

如果你根本不需要索引并且想从头开始你不需要添加 Start 参数，所以只需：for element in islice(items, limit):

【参考方案2】：

您可以为此使用itertools.islice。它接受start、stop 和step 参数，如果你只传递一个参数，那么它被认为是stop。它适用于任何可迭代对象。

itertools.islice(iterable, stop)
itertools.islice(iterable, start, stop[, step])

演示：

>>> from itertools import islice
>>> items = list(range(10))
>>> limit = 5
>>> for item in islice(items, limit):
    print item,
...
0 1 2 3 4

来自文档的示例：

islice('ABCDEFG', 2) --> A B
islice('ABCDEFG', 2, 4) --> C D
islice('ABCDEFG', 2, None) --> C D E F G
islice('ABCDEFG', 0, None, 2) --> A C E G

【讨论】：

这是限制生成器迭代的最优雅方式！此外，您可以指定 islice(generator, None) 来获取所有迭代 - 如果您想根据某些条件限制迭代，这很有用

感谢您在上面的回答。这正是我需要帮助我调试一个运行了很长时间的进程，这样我就可以深入研究输出列表并解决我的代码中的错误。这应该是公认的答案。

【参考方案3】：

为什么不简单地使用

for item in items[:limit]: # or limit+1, depends
    print(item)    # or whatever function of that item.

这仅适用于某些可迭代对象，但由于您指定了列表，因此它可以工作。

如果你使用 Sets 或 dicts 等，它不起作用。

【讨论】：

是的，列表、元组和范围对象都采用切片，但它遗漏了很多，比如迭代器、集合和生成器。另一个缺点是它创建了一个新的数据结构，如列表或元组，而不是懒惰地评估数据。

【参考方案4】：

使用枚举中的限制传递islice

a = [2,3,4,2,1,4]

for a, v in enumerate(islice(a, 3)): 
   print(a, v)

输出：

0 2
1 3
2 4

【参考方案5】：

为什么不循环到限制或列表末尾，以较早发生者为准，如下所示：

items = range(10)
limit = 5
for i in range(min(limit, len(items))):
  print items[i]

输出：

0
1
2
3
4

【参考方案6】：

简短的解决方案

items = range(10)
limit = 5

for i in items[:limit]: print(i)