挑战：用Python实现循环的替代方案

百变鹏仔 1个月前 (01-21) #Python

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自从我开始探索 Python 中惊人的语言功能已经有一段时间了。一开始，我给自己一个挑战，目的是让我练习更多的 Python 语言功能，而不是使用其他编程语言的编程经验。这让事情变得越来越有趣！代码变得越来越简洁，代码看起来更加结构化和规范化。下面我将会介绍这些好处。

通常如下使用场景中会用到 for 循环：

幸运的是，Python 已经有很多工具可以帮助你完成这些工作，你只需要转移你的思路，并以不同的角度来思考它。

通过避免编写 for 循环，你可以获得什么好处：

我们来看一下下面的代码结构：

# 1with ...: for ...: if ...: try: except: else:

在这个例子中，我们正在处理多层嵌套的代码，这很难阅读。这个例子使用了多层嵌套的代码。我在这段代码中发现它无差别使用缩进把管理逻辑（with, try-except）和业务逻辑（for, if）混在一起。如果你遵守只对管理逻辑使用缩进的规范，那么核心业务逻辑应该立刻脱离出来。

可以使用的已有的工具来替换 for 循环

1. List Comprehension / Generator 表达式

我们来看一个简单的例子。如果你想将一个数组转换为另一个数组：

result = []for item in item_list: new_item = do_something_with(item) result.append(item)

如果你喜欢 MapReduce，你也可以使用 map，或者 Python 中的 List Comprehension：

result = [do_something_with(item) for item in item_list]

同样，如果您只想迭代数组中

的元素，也可以使用一样的代码 Generator Expression。

result = (do_something_with(item) for item in item_list)

2. 函数

如果您想要将一个数组映射成另外数组，只需调用 map 函数，就可以用一个更高级、更实用的编程方式解决这个问题。

doubled_list = map(lambda x: x * 2, old_list)

如果要将序列减少为单个，请使用 reduce

from functools import reducesummation = reduce(lambda x, y: x + y, numbers)

另外，许多 Python 内置函数都会使用 iterables：

&gt;&gt;&gt; a = list(range(10))&gt;&gt;&gt; a[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]&gt;&gt;&gt; all(a)False&gt;&gt;&gt; any(a)True&gt;&gt;&gt; max(a)9&gt;&gt;&gt; min(a)0&gt;&gt;&gt; list(filter(bool, a))[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]&gt;&gt;&gt; set(a){0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}&gt;&gt;&gt; dict(zip(a,a)){0: 0, 1: 1, 2: 2, 3: 3, 4: 4, 5: 5, 6: 6, 7: 7, 8: 8, 9: 9}&gt;&gt;&gt; sorted(a, reverse=True)[9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]&gt;&gt;&gt; str(a)'[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]'&gt;&gt;&gt; sum(a)45

3. Extract Functions or Generators

上述两种方法是很好地处理更简单的逻辑。更复杂的逻辑怎么样？作为程序员，我们编写函数来抽离出复杂的业务。相同的想法适用于此。如果你是这样写的：

results = []for item in item_list: # setups # condition # processing # calculation results.append(result)

显然你对一个代码块添加了太多的责任。相反，我建议你做：

def process_item(item): # setups # condition # processing # calculation return resultresults = [process_item(item) for item in item_list]

如果换成嵌套函数会如何

results = []for i in range(10): for j in range(i): results.append((i, j))

换成 List Comprehension 来实现是这样的：

results = [(i, j)for i in range(10)for j in range(i)]

如果你的代码块需要记录一些内部状态

# finding the max prior to the current itema = [3, 4, 6, 2, 1, 9, 0, 7, 5, 8]results = []current_max = 0for i in a: current_max = max(i, current_max) results.append(current_max)# results = [3, 4, 6, 6, 6, 9, 9, 9, 9, 9]

我们使用 generator 来实现这一点：

def max_generator(numbers): current_max = 0 for i in numbers: current_max = max(i, current_max) yield current_maxa = [3, 4, 6, 2, 1, 9, 0, 7, 5, 8]results = list(max_generator(a))

不要自己写。itertools 会帮你实现了

这个模块很简单。我相信这个模块在大多数场景中可以替换你原先的 for 循环。例如，最后一个例子可以重写为：

from itertools import accumulatea = [3, 4, 6, 2, 1, 9, 0, 7, 5, 8]resutls = list(accumulate(a, max))

另外，如果要迭代组合序列，则需要使用product()， permutations()， combinations()。

结论

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