Python循环12种超强写法,又快又省内存

0 前言

说到处理循环,我们习惯使用for, while等,比如依次打印每个列表中的字符:

在打印内容字节数较小时,全部载入内存后,再打印,没有问题。可是,如果现在有成千上百万条车辆行驶轨迹,叫你分析出其中每个客户的出行规律,堵车情况等,假如是在单机上处理这件事。

你可能首先要面临,也可能被你忽视,最后代码都写好后,才可能暴露出的一个问题:outofmemory, 这在实际项目中经常遇到。

这个问题提醒我们,处理数据时,如何写出高效利用内存的程序,就显得很重要。今天,我们就来探讨如何高效利用内存,节省内存同时还能把事情办好。

其实,Python已经准备好一个模块专门用来处理这件事,它就是itertools 模块,这里面几个函数的功能其实很好理解。

我不打算笼统的介绍它们所能实现的功能,而是想分析这些功能背后的实现代码,它们如何做到高效节省内存的,Python内核的贡献者们又是如何写出一手漂亮的代码的,这很有趣,不是吗?

OK,let's go. Hope you enjoy the journey!

1 拼接元素

itertools 中的chain 函数实现元素拼接,原型如下,参数*表示个数可变的参数

chain(iterables)

应用如下:

哇,不能再好用了,它有点join的味道,但是比join强,它的重点在于参数都是可迭代的实例。

那么,chain如何实现高效节省内存的呢?chain大概的实现代码如下:

以上代码不难理解,chain本质返回一个生成器,所以它实际上是一次读入一个元素到内存,所以做到最高效地节省内存。

2 逐个累积

返回列表的累积汇总值,原型:

accumulate(iterable[, func, *, initial=None])

应用如下:

accumulate大概的实现代码如下:

以上代码,你还好吗?与chain简单的yield不同,此处稍微复杂一点,yield有点像return,所以 yield total那行直接就返回一个元素,也就是iterable的第一个元素,因为任何时候这个函数返回的第一个元素就是它的第一个。又因为yield返回的是一个generator对象,比如名字gen,所以next(gen)时,代码将会执行到 for element in it:这行,而此时的迭代器it 已经指到iterable的第二个元素,OK,相信你懂了!

3 漏斗筛选

它是compress 函数,功能类似于漏斗功能,所以我称它为漏斗筛选,原型:

compress(data, selectors)

容易看出,compress返回的元素个数等于两个参数中较短的列表长度。

它的大概实现代码:

这个函数非常好用

4 段位筛选

扫描列表,不满足条件处开始往后保留,原型如下:

dropwhile(predicate, iterable)

应用例子:

实现它的大概代码如下:

5 段位筛选2

扫描列表,只要满足条件就从可迭代对象中返回元素,直到不满足条件为止,原型如下:

takewhile(predicate, iterable)

应用例子:

实现它的大概代码如下:

6 次品筛选

扫描列表,只要不满足条件都保留,原型如下:

dropwhile(predicate, iterable)

应用例子:

实现它的大概代码如下:

7 切片筛选

Python中的普通切片操作,比如:

它们的缺陷还是lis 必须全部载入内存,所以更节省内存的操作islice,原型如下:

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

应用例子:

实现它的大概代码如下:

巧妙利用生成器迭代结束时会抛出异常StopIteration,做一些边界处理的事情。

8 细胞分裂

tee函数类似于我们熟知的细胞分裂,它能复制原迭代器n个,原型如下:

tee(iterable, n=2)

应用如下,可以看出复制出的两个迭代器是独立的

实现它的代码大概如下:

tee 实现内部使用一个队列类型deques,起初生成空队列,向复制出来的每个队列中添加元素newval, 同时yield 当前被调用的mydeque中的最左元素。

9 map变体

starmap可以看做是map的变体,它能更加节省内存,同时iterable的元素必须也为可迭代对象,原型如下:

starmap(function, iterable)

应用它:

starmap的实现细节如下:

10 复制元素

repeat实现复制元素n次,原型如下:

repeat(object[, times])

应用如下:

它的实现细节大概如下:

11 笛卡尔积

笛卡尔积实现的效果同下:

所以,笛卡尔积的实现效果如下:

它的实现细节:

12 加强版zip

组合值。若可迭代对象的长度未对齐,将根据 fillvalue 填充缺失值,注意:迭代持续到耗光最长的可迭代对象,效果如下:

它的实现细节:

它里面使用repeat,也就是在可迭代对象的长度未对齐时,根据 fillvalue 填充缺失值。理解上面代码的关键是迭代器对象(iter),next方法的特殊性:

结合这个提示再理解上面代码,就不会吃力。

  • 发表于:
  • 原文链接http://news.51cto.com/art/201911/605725.htm
  • 如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券