Язык программирования Python
Шрифт:
Следует заметить, что тип, основной задачей которого является хранение, манипулирование и обеспечение доступа к самостоятельным данным называется контейнерным типом или просто контейнером. Примеры контейнеров в Python — списки, кортежи, словари.
Функции range и xrange
Функция range уже упоминалась при рассмотрении цикла for. Эта функция принимает от одного до трех аргументов. Если аргумент всего один, она генерирует список чисел от 0 (включительно) до заданного числа (исключительно). Если аргументов два, то список начинается с числа, указанного первым аргументом. Если аргументов три — третий аргумент задает шаг
Листинг
>>> print range(10)
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>> print range(1, 10)
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>> print range(1, 10, 3)
[1, 4, 7]
Функция xrange - аналог range, более предпочтительный для использования при последовательном доступе, например, в цикле for или с итераторами. Она возвращает специальный xrange–объект, который ведет себя почти как список, порождаемый range, но не хранит в памяти все выдаваемые элементы.
Функция map
Для применения некоторой функции ко всем элементам последовательности применяется функция map(f, *args). Первый параметр этой функции — функция, которая будет применяться ко всем элементам последовательности. Каждый следующий n+1–й параметр должен быть последовательностью, так как каждый его элемент будет использован в качестве n–го параметра при вызове функции f. Результатом будет список, составленный из результатов выполнения этой функции.
В следующем примере складываются значения из двух списков:
Листинг
>>> l1 = [2, 7, 5, 3]
>>> l2 = [-2, 1, 0, 4]
>>> print map(lambda x, y: x+y, l1, l2)
[0, 8, 5, 7]
В этом примере применена безымянная функция для получения суммы двух операндов ко всем элементам l1 и l2. В случае если одна из последовательностей короче другой, вместо соответствующего операнда будет None, что, конечно, собьет операцию сложения. В зависимости от решаемой задачи, можно либо видоизменить функцию, либо считать разные по длине последовательности ошибкой, которую нужно обрабатывать как отдельную ветвь алгоритма.
Частный случай применения map - использование None в качестве первого аргумента. В этом случае просто формируется список кортежей из элементов исходных последовательностей:
Листинг
>>> l1 = [2, 7, 5, 3]
>>> l2 = [-2, 1, 0, 4]
>>> print map(None, l1, l2)
[(2, — 2), (7, 1), (5, 0), (3, 4)]
Функция filter
Другой часто встречающейся операцией является фильтрование исходной последовательности в соответствии с некоторым предикатом (условием). Функция filter(f, seq) принимает два аргумента: функцию с условием и последовательность, из которой берутся значения. В результирующую последовательность попадут только те значения из исходной, для которой f возвратит истину. Если в качестве f задано значение None, результирующая последовательность будет состоять из тех значений исходной, которые имеют истинностное значение True.
Например, в следующем фрагменте кода можно избавится от символов, которые не являются буквами:
Листинг
>>> filter(lambda x: x.isalpha, 'Hi, there! I am eating an apple.')
'HithereIameatinganapple'
Списковые включения
Для более естественной записи обработки списков в Python 2 была внесена новинка: списковые включения. Фактически это специальный сокращенный синтаксис для вложенных циклов for и условий if, на самом низком уровне которых определенное выражение добавляется к списку, например:
Листинг
all_pairs = []
for i in range(5):
for j in range(5):
if i <= j:
all_pairs.append((i, j))
Все это можно записать в виде спискового включения так:
Листинг
all_pairs = [(i, j) for i in range(5) for j in range(5) if i <= j]
Как легко заметить, списковые включения позволяют заменить map и filter на более удобные для прочтения конструкции.
В следующей таблице приведены эквивалентные выражения в разных формах:
В форме функции В форме спискового включения
filter(f, lst) [x for x in lst if f(x)]
filter(None, lst) [x for x in lst if x]
map(f, lst) [f(x) for x in lst]
Функция sum
Получить сумму элементов можно с помощью функции sum:
Листинг
>>> sum(range(10))
45
Эта функция работает только для числовых типов, она не может конкатенировать строки. Для конкатенации списка строк следует использовать метод join.
Функция reduce
Для организации цепочечных вычислений (вычислений с накоплением результата) можно применять функцию reduce, которая принимает три аргумента: функцию двух аргументов, последовательность и начальное значение. С помощью этой функции можно, в частности, реализовать функцию sum:
Листинг
def sum(lst, start):
return reduce(lambda x, y: x + y, lst, start)
Совет:
Следует помнить, что в качестве передаваемого объекта может оказаться список, который позволит накапливать промежуточные результаты. Тем самым, reduce может использоваться для генерации последовательностей.
В следующем примере накапливаются промежуточные результаты суммирования:
Листинг
lst = range(10)
f = lambda x, y: (x[0] + y, x[1]+[x[0] + y])
print reduce(f, lst, (0, []))
В итоге получается:
Листинг
(45, [0, 1, 3, 6, 10, 15, 21, 28, 36, 45])
Функция zip
Эта функция возвращает список кортежей, в котором i–й кортеж содержит i–е элементы аргументов–последовательностей. Длина результирующей последовательности равна длине самой короткой из последовательностей–аргументов:
Листинг
>>> print zip(range(5), «abcde»)
[(0, 'a'), (1, 'b'), (2, 'c'), (3, 'd'), (4, 'e')]
Итераторы