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Python中的列表生成式與生成器學(xué)習(xí)教程

 更新時(shí)間：2016年03月13日 15:54:02   作者：YoferZhang  
這篇文章主要介紹了Python中的列表生成式與生成器學(xué)習(xí)教程,Python中的Generator生成器比列表生成式功能更為強(qiáng)大,需要的朋友可以參考下

列表生成式
即創(chuàng)建列表的方式，最笨的方法就是寫循環(huán)逐個(gè)生成，前面也介紹過(guò)可以使用range()函數(shù)來(lái)生成，不過(guò)只能生成線性列表，下面看看更為高級(jí)的生成方式：

>>> [x * x for x in range(1, 11)]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

寫列表生成式時(shí)，把要生成的元素x * x放到前面，后面跟for循環(huán)，就可以把list創(chuàng)建出來(lái)，十分有用，多寫幾次，很快就可以熟悉這種語(yǔ)法。
你甚至可以在后面加上if判斷：

>>> [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
[4, 16, 36, 64, 100]

循環(huán)嵌套，全排列：

>>> [m + n for m in 'ABC' for n in 'XYZ']
['AX', 'AY', 'AZ', 'BX', 'BY', 'BZ', 'CX', 'CY', 'CZ']

看一個(gè)簡(jiǎn)單應(yīng)用，列出當(dāng)前目錄下所有文件和目錄：

>>> import os
>>> [d for d in os.listdir('.')]
['README.md', '.git', 'image', 'os', 'lib', 'sublime-imfix', 'src']

前面也說(shuō)過(guò)Python里循環(huán)中可以同時(shí)引用兩個(gè)變量，所以生成變量也可以：

>>> d = {'x': 'A', 'y': 'B', 'z': 'C' }
>>> [k + '=' + v for k, v in d.iteritems()]
['y=B', 'x=A', 'z=C']

也可以通過(guò)一個(gè)list生成另一個(gè)list，例如把一個(gè)list中所有字符串變?yōu)樾懀?/p> 

>>> L = ['Hello', 'World', 'IBM', 'Apple']
>>> [s.lower() for s in L]
['hello', 'world', 'ibm', 'apple']

但是這里有個(gè)問(wèn)題，list中如果有其他非字符串類型，那么lower()會(huì)報(bào)錯(cuò)，解決辦法：

>>> L = ['Hello', 'World', 'IBM', 'Apple', 12, 34]
>>> [s.lower() if isinstance(s,str) else s for s in L]
['hello', 'world', 'ibm', 'apple', 12, 34]

此外，列表生成式還有許多神奇用法，說(shuō)明請(qǐng)看注釋：

#!/usr/bin/env python3 
# -*- coding: utf-8 -*- 
 
list(range(1, 11)) 
 
# 生成1乘1，2乘2...10乘10 
L = [] 
for x in range(1, 11): 
  L.append(x * x) 
 
# 上面太麻煩，看下面 
[x * x for x in range(1, 11)] 
# [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100] 
 
# 加上if，就可以篩選出僅偶數(shù)的平方 
[x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0] 
# [4, 16, 36, 64, 100] 
 
# 兩層循環(huán)，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'] 
 
# 列出當(dāng)前目錄下的所有文件和目錄名 
import os 
[d for d in os.listdir('.')] # on.listdir可以列出文件和目錄 
 
# 列表生成式也可以使用兩個(gè)變量來(lái)生成list: 
d = {'x': 'A', 'y': 'B', 'z': 'C'} 
[k + '=' + v for k, v in d.items()] 
# ['x=A', 'z=C', 'y=B'] 
 
# 把一個(gè)list中所有的字符串變成小寫 
L = ['Hello', 'World', 'IBM', 'Apple'] 
[s.lower() for s in L] 
# ['hello', 'world', 'ibm', 'apple'] 
 
L1 = ['Hello', 'World', 18, 'Apple', None] 
L2 = [s.lower() for s in L1 if isinstance(s, str)] 
print(L2) 
# ['hello', 'world', 'apple'] 
# isinstance函數(shù)可以判斷一個(gè)變量是不是字符串

生成器
列表生成式雖然強(qiáng)大，但是也會(huì)有一個(gè)問(wèn)題，當(dāng)我們想生成一個(gè)很大的列表時(shí)，會(huì)非常耗時(shí)，并且占用很大的存儲(chǔ)空間，關(guān)鍵是這里面的元素可能你只需要用到前面很少的一部分，大部分的空間和時(shí)間都浪費(fèi)了。Python提供了一種邊計(jì)算邊使用的機(jī)制，稱為生成器(Generator)，創(chuàng)建一個(gè)Generator最簡(jiǎn)單的方法就是把[]改為()：

>>> g = (x * x for x in range(10))
>>> g
<generator object <genexpr> at 0x7fe73eb85cd0>

如果要一個(gè)一個(gè)打印出來(lái)，可以通過(guò)generator的next()方法：

>>> g.next()
0
>>> g.next()
1
>>> g.next()
4
>>> g.next()
9
>>> g.next()
16
>>> g.next()
25
>>> g.next()
36
>>> g.next()
49
>>> g.next()
64
>>> g.next()
81
>>> g.next()
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

其實(shí)generator object也是可迭代的，所以可以用循環(huán)打印，還不會(huì)報(bào)錯(cuò)。

>>> g = (x * x for x in range(10))
>>> for n in g:
...   print n
...

這是簡(jiǎn)單的推算算法，但是如果算法比較復(fù)雜，寫在()里就不太合適了，我們可以換一種方式，使用函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
比如，著名的斐波拉契數(shù)列（Fibonacci），除第一個(gè)和第二個(gè)數(shù)外，任意一個(gè)數(shù)都可由前兩個(gè)數(shù)相加得到：
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, …
斐波拉契數(shù)列用列表生成式寫不出來(lái)，但是，用函數(shù)把它打印出來(lái)卻很容易：

def fib(max):
  n, a, b = 0, 0, 1
  while n < max:
    print b
    a, b = b, a + b
    n = n + 1

上面的函數(shù)可以輸出斐波那契數(shù)列的前N個(gè)數(shù),這個(gè)也是通過(guò)前面的數(shù)推算出后面的，所以可以把函數(shù)變成generator object，只需要把print b改為yield b即可。

def fib(max):
  n, a, b = 0, 0, 1
  while n < max:
    yield b
    a, b = b, a + b
    n = n + 1

如果一個(gè)函數(shù)定義中包含了yield關(guān)鍵字，這個(gè)函數(shù)就不在是普通函數(shù)，而是一個(gè)generator object。

>>> fib(6)
<generator object fib at 0x7fa1c3fcdaf0>
>>> fib(6).next()
1

所以要想調(diào)用這個(gè)函數(shù)，需要使用next()函數(shù)，并且遇到y(tǒng)ield語(yǔ)句返回(可以把yield理解為return):

def odd():
  print 'step 1'
  yield 1
  print 'step 2'
  yield 3
  print 'step 3'
  yield 5

看看調(diào)用輸出結(jié)果：

>>> o = odd()
>>> o.next()
step 1
1
>>> o.next()
step 2
3
>>> o.next()
step 3
5
>>> o.next()
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

同樣也可以改為for循環(huán)語(yǔ)句輸出。例如：

def odd():
  print 'step 1'
  yield 1
  print 'step 2'
  yield 2
  print 'step 3'
  yield 3

if __name__ == '__main__':
  o = odd()
  while True:
    try:
      print o.next()
    except:
      break

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