Python基礎筆記5

切片

(1)對這種經常取指定索引範圍的操作，用循環十分繁瑣，是以，python提供了切片（slice）操作符，能大大簡化這種操作。

對應上面的問題，取前3個元素，用一行代碼就可以完成切片：

<code>    l[0:3]</code>表示，從索引<code>0</code>開始取，直到索引<code>3</code>為止，但不包括索引<code>3</code>。即索引<code>0</code>，<code>1</code>，<code>2</code>，正好是3個元素。

(2)如果第一個索引是<code>0</code>，還可以省略：

(3)類似的，既然python支援<code>l[-1]</code>取倒數第一個元素，那麼它同樣支援倒數切片，試試：

  (4)前10個數，每兩個取一個：

(5)所有數，每5個取一個：

  (6)甚至什麼都不寫，隻寫<code>[:]</code>就可以原樣複制一個list：

(7)tuple也是一種list，唯一差別是tuple不可變。是以，tuple也可以用切片操作，隻是操作的結果仍是tuple：

  (8)字元串<code>'xxx'</code>也可以看成是一種list，每個元素就是一個字元。是以，字元串也可以用切片操作，隻是操作結果仍是字元串：

2.疊代

(1)如果給定一個list或tuple，我們可以通過<code>for</code>循環來周遊這個list或tuple，這種周遊我們稱為疊代（iteration）。

(2)預設情況下，dict疊代的是key。如果要疊代value，可以用<code>for value in d.values()</code>，如果要同時疊代key和value，可以用<code>for k, v in d.items()</code>。

(3)由于字元串也是可疊代對象，是以，也可以作用于<code>for</code>循環：

(4)那麼，如何判斷一個對象是可疊代對象呢？方法是通過collections子產品的iterable類型判斷：

(5)如果要對list實作類似java那樣的下标循環怎麼辦？python内置的<code>enumerate</code>函數可以把一個list變成索引-元素對，這樣就可以在<code>for</code>循環中同時疊代索引和元素本身：

(6)任何可疊代對象都可以作用于<code>for</code>循環，包括我們自定義的資料類型，隻要符合疊代條件，就可以使用<code>for</code>循環。

3.清單生成式

(1)清單生成式即list comprehensions，是python内置的非常簡單卻強大的可以用來建立list的生成式。

(2)要生成<code>[1x1, 2x2, 3x3, ..., 10x10]</code>怎麼做？方法一是循環.

   清單生成式則可以用一行語句代替循環生成上面的list：

(3)for循環後面還可以加上if判斷，這樣我們就可以篩選出僅偶數的平方：

(4)還可以使用兩層循環，可以生成全排列：

(5)運用清單生成式，可以寫出非常簡潔的代碼。例如，列出目前目錄下的所有檔案和目錄名，可以通過一行代碼實作：

<code>(6)for</code>循環其實可以同時使用兩個甚至多個變量，比如<code>dict</code>的<code>items()</code>可以同時疊代key和value：

是以，清單生成式也可以使用兩個變量來生成list：

(7)最後把一個list中所有的字元串變成小寫：

(8)如果list中既包含字元串，又包含整數，由于非字元串類型沒有<code>lower()</code>方法，是以清單生成式會報錯：

使用内建的<code>isinstance</code>函數可以判斷一個變量是不是字元串

結果如下：

4.生成器

(1)如果清單元素可以按照某種算法推算出來，那我們是否可以在循環的過程中不斷推算出後續的元素呢？這樣就不必建立完整的list，進而節省大量的空間。在python中，這種一邊循環一邊計算的機制，稱為生成器：generator。

(2)要建立一個generator，有很多種方法。第一種方法很簡單，隻要把一個清單生成式的<code>[]</code>改成<code>()</code>，就建立了一個generator：

(3)怎麼列印出generator的每一個元素呢？

如果要一個一個列印出來，可以通過<code>next()</code>函數獲得generator的下一個傳回值：

計算到最後一個元素，沒有更多的元素時，抛出<code>stopiteration</code>的錯誤。

(4)

正确的方法是使用<code>for</code>循環，因為generator也是可疊代對象：

(5)

如果推算的算法比較複雜，用類似清單生成式的<code>for</code>循環無法實作的時候，還可以用函數來實作。

比如，著名的斐波拉契數列（fibonacci），除第一個和第二個數外，任意一個數都可由前兩個數相加得到：

1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, ...

斐波拉契數列用清單生成式寫不出來，但是，用函數把它列印出來卻很容易：

注意，指派語句：

相當于：

但不必顯式寫出臨時變量t就可以指派。

上面的函數可以輸出斐波那契數列的前n個數：

仔細觀察，可以看出，<code>fib</code>函數實際上是定義了斐波拉契數列的推算規則，可以從第一個元素開始，推算出後續任意的元素，這種邏輯其實非常類似generator。

也就是說，上面的函數和generator僅一步之遙。要把<code>fib</code>函數變成generator，隻需要把<code>print(b)</code>改為<code>yield b</code>就可以了：

這就是定義generator的另一種方法。如果一個函數定義中包含<code>yield</code>關鍵字，那麼這個函數就不再是一個普通函數，而是一個generator：

(6)函數是順序執行，遇到<code>return</code>語句或者最後一行函數語句就傳回。而變成generator的函數，在每次調用<code>next()</code>的時候執行，遇到<code>yield</code>語句傳回，再次執行時從上次傳回的<code>yield</code>語句處繼續執行。

(7)但是用<code>for</code>循環調用generator時，發現拿不到generator的<code>return</code>語句的傳回值。如果想要拿到傳回值，必須捕獲<code>stopiteration</code>錯誤，傳回值包含在<code>stopiteration</code>的<code>value</code>中：

(8)執行個體

楊輝三角定義如下：

把每一行看做一個list，試寫一個generator，不斷輸出下一行的list：

别人的triangles()函數代碼如下：

(9)請注意區分普通函數和generator函數，普通函數調用直接傳回結果：

generator函數的“調用”實際傳回一個generator對象：

5.疊代器

(1)我們已經知道，可以直接作用于<code>for</code>循環的資料類型有以下幾種：

一類是集合資料類型，如<code>list</code>、<code>tuple</code>、<code>dict</code>、<code>set</code>、<code>str</code>等；

一類是<code>generator</code>，包括生成器和帶<code>yield</code>的generator function。

這些可以直接作用于<code>for</code>循環的對象統稱為可疊代對象：<code>iterable</code>。

(2)可以使用<code>isinstance()</code>判斷一個對象是否是<code>iterable</code>對象：

(3)可以被<code>next()</code>函數調用并不斷傳回下一個值的對象稱為疊代器：<code>iterator</code>。

可以使用<code>isinstance()</code>判斷一個對象是否是<code>iterator</code>對象：

生成器都是<code>iterator</code>對象，但<code>list</code>、<code>dict</code>、<code>str</code>雖然是<code>iterable</code>，卻不是<code>iterator</code>。

把<code>list</code>、<code>dict</code>、<code>str</code>等<code>iterable</code>變成<code>iterator</code>可以使用<code>iter()</code>函數：

為什麼<code>list</code>、<code>dict</code>、<code>str</code>等資料類型不是<code>iterator</code>？

這是因為python的<code>iterator</code>對象表示的是一個資料流，iterator對象可以被<code>next()</code>函數調用并不斷傳回下一個資料，直到沒有資料時抛出<code>stopiteration</code>錯誤。可以把這個資料流看做是一個有序序列，但我們卻不能提前知道序列的長度，隻能不斷通過<code>next()</code>函數實作按需計算下一個資料，是以<code>iterator</code>的計算是惰性的，隻有在需要傳回下一個資料時它才會計算。

<code>iterator</code>甚至可以表示一個無限大的資料流，例如全體自然數。而使用list是永遠不可能存儲全體自然數的。