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python排列組合庫(kù)itertools的具體使用

 更新時(shí)間：2024年01月22日 08:56:28   作者：尊貴的架構(gòu)師  
排列組合是數(shù)學(xué)中必不可少的一部分, Python 提供了itertools庫(kù),該庫(kù)具有計(jì)算排列和組合的內(nèi)置函數(shù),本文主要介紹了python排列組合庫(kù)itertools的具體使用,具有一定的參考價(jià)值,感興趣的可以了解下

 一、【說(shuō)在前面】

看到這篇文章的大兄弟您們好，我們經(jīng)常說(shuō)調(diào)包俠、CRUD仔，用來(lái)鄙視不會(huì)自己造輪子的工程師，不過(guò)筆者認(rèn)為python的精髓就是調(diào)庫(kù)。庫(kù)很快，自己寫(xiě)大概率更慢。調(diào)包俠也是有高低貴賤之分的，今天介紹一個(gè)特別好用的庫(kù)——itertools

這個(gè)庫(kù)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一些諸如：排列、組合、笛卡爾積、多迭代器整合、zip等。更詳細(xì)可以看這個(gè)官網(wǎng)一手資料。

itertools — Functions creating iterators for efficient looping — Python 3.12.1 documentation

二、【正式介紹】 

（1）無(wú)限循環(huán)迭代器

count(start[, step]):

count() 函數(shù)生成一個(gè)從 start 開(kāi)始的無(wú)限遞增的整數(shù)序列。如果提供了 step 參數(shù)，則按照步長(zhǎng)遞增。

Arguments:

start: 序列的起始值，默認(rèn)為 0。

step: 序列的步長(zhǎng)，默認(rèn)為 1。

Results:

生成一個(gè)無(wú)限遞增的整數(shù)序列。

Example:

from itertools import count # 從10開(kāi)始，步長(zhǎng)為2，不寫(xiě)默認(rèn)步長(zhǎng)為1
for i in count(10, 2): 
    print(i)

# 10，12，14，16……

cycle(iterable):

cycle() 函數(shù)接受一個(gè)可迭代對(duì)象，并無(wú)限循環(huán)輸出該可迭代對(duì)象的元素。

Arguments:

iterable: 要循環(huán)的可迭代對(duì)象。

Results:

無(wú)限循環(huán)輸出可迭代對(duì)象的元素。

Example:

from itertools import cycle # 無(wú)限循環(huán)輸出 'A', 'B', 'C' 
for elem in cycle('ABC'): 
    print(elem)

repeat(elem [,n]):

repeat() 函數(shù)生成一個(gè)無(wú)限重復(fù)輸出某個(gè)元素的序列，或者最多重復(fù) n 次。不寫(xiě)n則會(huì)一直重復(fù)

Arguments:

elem: 要重復(fù)的元素。

n: 最多重復(fù)的次數(shù)，默認(rèn)為無(wú)限次。

Results:

生成一個(gè)無(wú)限重復(fù)輸出元素的序列，或者最多重復(fù) n 次。

Example:

from itertools import repeat # 重復(fù)輸出數(shù)字 10，最多重復(fù) 3 次 
for elem in repeat(10, 3): 
    print(elem)

（2）最短序列終止迭代器

1. accumulate(p [,func]):

將可迭代對(duì)象中的元素累積起來(lái)，可指定累積的函數(shù)。

Example:

from itertools import accumulate # 累積和 
result = accumulate([1, 2, 3, 4, 5]) 
print(list(result)) # 輸出 [1, 3（1+2）, 6（1+2+3）, 10, 15]

2. batched(p, n):

將可迭代對(duì)象劃分為大小為 n 的批次。

Example:

from itertools import batched # 劃分為大小為 3 的批次 
result = batched('ABCDEFG', n=3) 
print(list(result)) # 輸出 [('A', 'B', 'C'), ('D', 'E', 'F'), ('G',)]

3. chain(p, q, …):

將多個(gè)可迭代對(duì)象連接成一個(gè)單一的迭代器。

Example:

from itertools import chain # 連接兩個(gè)字符串 

result = chain('ABC', 'DEF') 
print(list(result)) # 輸出 ['A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F']

4. chain.from_iterable(iterable):

與 chain 類似，但接受一個(gè)可迭代對(duì)象的可迭代對(duì)象。

Example:

from itertools import chain # 連接兩個(gè)字符串列表 
result = chain.from_iterable(['ABC', 'DEF']) 
print(list(result)) # 輸出 ['A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F']

5. compress(data, selectors):

返回一個(gè)通過(guò)選擇器篩選的數(shù)據(jù)元素序列。

Example:

from itertools import compress # 通過(guò)選擇器篩選數(shù)據(jù) 
result = compress('ABCDEF', [1, 0, 1, 0, 1, 1]) # 1有0無(wú)
print(list(result)) # 輸出 ['A', 'C', 'E', 'F']

6. dropwhile(pred, seq):

返回在預(yù)測(cè)失敗之后的序列元素。

Example:

from itertools import dropwhile # 在預(yù)測(cè)失敗之后的序列元素 
result = dropwhile(lambda x: x < 5, [1, 4, 6, 4, 1])  # 當(dāng)遇到第一個(gè)不滿足條件（即大于等于 5）的元素時(shí)，停止迭代并返回余下的元素 [6, 4, 1]
print(list(result)) # 輸出 [6, 4, 1]

7. filterfalse(pred, seq):

返回使預(yù)測(cè)結(jié)果為假的序列元素。

Example:

from itertools import filterfalse # 使預(yù)測(cè)結(jié)果為假的序列元素 
result = filterfalse(lambda x: x % 2, range(10)) # 與2取模，奇數(shù)會(huì)留1所以不顯示

print(list(result)) # 輸出 [0, 2, 4, 6, 8]

8. groupby(iterable[, key]):

根據(jù)鍵函數(shù)對(duì)序列進(jìn)行分組。

筆者記得，力扣有一道壓縮算法，比如sss44444改為s3，45，就可以拿這個(gè)做，

Example:

from itertools import groupby # 根據(jù)首字母分組 
result = groupby('AAAABBBCCDAABBB') 
for key, group in result: 
    print(key, list(group)) # 輸出 # A ['A', 'A', 'A', 'A'] # B ['B', 'B', 'B'] # C ['C', 'C'] # D ['D'] # A ['A', 'A'] # B ['B', 'B', 'B']

9. islice(seq, [start,] stop [, step]):

返回切片后的序列元素。

Example:

from itertools import islice # 切片序列 seq[start:stop:step]
result = islice('ABCDEFG', 2, None)  # 從索引 = 2開(kāi)始切，這個(gè)跟py自帶的切片一個(gè)道理
print(list(result)) # 輸出 ['C', 'D', 'E', 'F', 'G']

10. pairwise(iterable):

返回序列中兩兩相鄰的元素。

Example:

from itertools import pairwise # 兩兩相鄰的元素
result = pairwise('ABCDEFG') 
print(list(result)) 
# 輸出 [('A', 'B'), ('B', 'C'), ('C', 'D'), ('D', 'E'), ('E', 'F'), ('F', 'G')]

11. starmap(func, seq):

對(duì)可迭代對(duì)象中的元素應(yīng)用函數(shù)，元素以參數(shù)元組的形式傳遞給函數(shù)。

Example:

from itertools import starmap # 應(yīng)用 pow 函數(shù) 
result = starmap(pow, [(2, 5), (3, 2), (10, 3)])  # 很好理解，本質(zhì)就是一個(gè)map操作
print(list(result)) # 輸出 [32, 9, 1000]

12. takewhile(pred, seq):

返回在預(yù)測(cè)失敗之前的序列元素立即為。

Example:

from itertools import takewhile # 在預(yù)測(cè)失敗之前的序列元素 
result = takewhile(lambda x: x < 5, [1, 4, 6, 4, 1]) 
print(list(result)) # 輸出 [1, 4]

13. tee(it, n):

將一個(gè)迭代器拆分成多個(gè)相同的迭代器。

Example:

from itertools import tee # 將一個(gè)迭代器拆分成兩個(gè) iter1, iter2 = tee('ABC') print(list(iter1)) # 輸出 ['A', 'B', 'C'] 
print(list(iter2)) # 輸出 ['A', 'B', 'C']

14. zip_longest(p, q, …):

將多個(gè)迭代器中的元素逐個(gè)配對(duì)，以最長(zhǎng)的迭代器為準(zhǔn)，可以指定填充值。

Example:

from itertools import zip_longest # 將兩個(gè)迭代器中的元素逐個(gè)配對(duì) 
result = zip_longest('ABCD', 'xy', fillvalue='-') 
print(list(result)) # 輸出 [('A', 'x'), ('B', 'y'), ('C', '-'), ('D', '-')]

（3）排列、組合、笛卡爾積

1. product(p, q, …, repeat=1)：

  • product 函數(shù)用于計(jì)算多個(gè)可迭代對(duì)象的笛卡爾積，生成所有可能的組合。它的參數(shù)可以是多個(gè)可迭代對(duì)象，如 p, q, ...，以及一個(gè)可選的 repeat 參數(shù)，用于指定重復(fù)的次數(shù)。
  • 例如，如果 p 是 [1, 2]，q 是 [3, 4]，那么 product(p, q) 將生成 [(1, 3), (1, 4), (2, 3), (2, 4)]
# 示例 1: product
p = [1, 2]
q = [3, 4]
result_product = list(itertools.product(p, q))
print(result_product)  # 輸出：[(1, 3), (1, 4), (2, 3), (2, 4)]

2. permutations(iterable, r=None)：

  • permutations 函數(shù)用于生成可迭代對(duì)象中長(zhǎng)度為 r 的所有排列。它的參數(shù)包括一個(gè)可迭代對(duì)象 iterable 和一個(gè)可選的 r 參數(shù)，用于指定生成的排列長(zhǎng)度。
  • 例如，如果 iterable 是 [1, 2, 3]，r 是 2，那么 permutations(iterable, r) 將生成 [(1, 2), (1, 3), (2, 1), (2, 3), (3, 1), (3, 2)]，這是長(zhǎng)度為 2 的所有可能排列。
# 示例 2: permutations
iterable = [1, 2, 3]
r = 2
result_permutations = list(itertools.permutations(iterable, r))
print(result_permutations)  # 輸出：[(1, 2), (1, 3), (2, 1), (2, 3), (3, 1), (3, 2)]

3. combinations(iterable, r)：

  • combinations 函數(shù)用于生成可迭代對(duì)象中長(zhǎng)度為 r 的所有組合，按照排序順序生成。它的參數(shù)包括一個(gè)可迭代對(duì)象 iterable 和一個(gè) r 參數(shù)，用于指定生成的組合長(zhǎng)度。
  • 例如，如果 iterable 是 [1, 2, 3]，r 是 2，那么 combinations(iterable, r) 將生成 [(1, 2), (1, 3), (2, 3)]，這是長(zhǎng)度為 2 的所有可能組合，按照排序順序生成。
# 示例 3: combinations
iterable = [1, 2, 3]
r = 2
result_combinations = list(itertools.combinations(iterable, r))
print(result_combinations)  # 輸出：[(1, 2), (1, 3), (2, 3)]

4. combinations_with_replacement(iterable, r)

  • combinations_with_replacement 函數(shù)與 combinations 類似，用于生成可迭代對(duì)象中長(zhǎng)度為 r 的所有組合，但不要求元素不重復(fù)，可以包含重復(fù)元素。
  • 例如，如果 iterable 是 [1, 2]，r 是 2，那么 combinations_with_replacement(iterable, r) 將生成 [(1, 1), (1, 2), (2, 2)]，這是長(zhǎng)度為 2 的所有可能組合，包括重復(fù)元素。
# 示例 4: combinations_with_replacement
iterable = [1, 2]
r = 2
result_combinations_with_replacement = list(itertools.combinations_with_replacement(iterable, r))
print(result_combinations_with_replacement)  # 輸出：[(1, 1), (1, 2), (2, 2)]

到此這篇關(guān)于python排列組合庫(kù)itertools的具體使用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)python排列組合庫(kù)itertools內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！ 

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