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并行遍历:zip 和 map

发布于 2024-01-29 22:24:16 字数 3092 浏览 0 评论 0 收藏 0

正如我们所见到过的,内置函数range允许我们在for循环中以非完备的方式遍历序列。本着同样的精神,内置的zip函数也让我们使用for循环来并行使用多个序列。在基本运算中,zip会取得一个或多个序列为参数,然后返回元组的列表,将这些序列中的并排的元素配成对。例如,假设我们使用两个列表:

要合并这些列表中的元素,我们可以使用zip来创建一个元组对的列表(和range一样,zip在Python 3.0中也是一个可迭代对象,因此,我们必须将其包含在一个list调用中以便一次性显示所有结果——下一章将详细地介绍迭代器):

这样的结果在其他环境下也有用,然而搭配for循环时,它就会支持并行迭代。

在这里,我们步进获得了zip调用的结果。也就是说,从两列表中提取出来的元素配对。注意:这个for循环在这里使用元组赋值运算以解包zip结果中的每个元组。第一次迭代时,就好像我们执行了赋值语句(x,y)=(1,5)。

结果就是我们在循环中扫描L1和L2。我们也可以用while循环手动处理索引,以达到类似的效果,但是需要更多的输入,而且可能始终比for/zip办法实现得慢。

严格来讲,zip函数比这个例子所示意的更为一般化。例如,zip可以接受任何类型的序列(其实就是任何可迭代的对象,包括文件),并且可以有两个以上的参数。对于3个参数,像如下的例子那样,它构建了3元素元组的一个列表,其中带有来自每个序列的元素,基本上按照列对应(从技术上讲,我们得到了N个参数的一个N维元组)。

当参数长度不同时,zip会以最短序列的长度为准来截断所得到的元组。在下面的例子中,我们把两个字符串zip到一起以并行地选取字符,但是结果所拥有的元组数只和最短的序列的长度一致:

Python 2.6中的map的等价形式

在Python 2.X中,相关(较旧)的内置map函数,用类似方式把序列的元素配对起来,但是如果参数长度不同,则会为较短的序列用None补齐(而不是按照最短的长度截断):

这个例子其实是使用内置map函数的退化形式,Python 3.0不再支持该函数。一般来讲,map会带一个函数,以及一个或多个的序列参数,然后用从序列中取出的并行元素调用函数的结果收集起来。我们将在第19章和第20章更详细地学习map,但是,作为一个简单的例子,下面的代码根据字符串中的每一元素map内置的ord函数并收集结果(和zip一样,map是Python 3.0中的一个值生成器,因此必须传递给list以一次性收集其结果):

这段代码和下面的循环语句效果相同,但它通常更快些:

注意:版本差异提示:使用以一个None为函数参数的map函数的退化形式,在Python 3.0中已经不再支持了,因为它和zip很大程度上重复了(并且,坦率地说,map的函数应用目的有点奇怪)。在Python 3.0中,请自行使用zip或编写循环代码来补充结果。在学习了一些额外的迭代概念之后,我们将会在第20章看到如何做到这点。

使用zip构造字典

第8章介绍过,当键和值的集合必须在运行时计算时,这里所用的zip调用也可用于产生字典,并且使用非常方便。现在,我们已熟悉zip,我要说明它是如何与字典的创建关联的。就像你所学到的,你可以编写字典常量或者不时的对键进行赋值来创建字典。

不过,如果你的程序是在脚本写好后,在运行时获得字典键和值的列表,那该怎么做呢?例如,假设你有下列的键和值的列表:

将这些列表变成字典的一种做法就是将这些字符串zip起来,并通过for循环并行步进处理。

不过,在Python 2.2和后续版本中,你可以完全跳过for循环,直接把zip过的键/值列表传给内置的dict构造函数。

内置变量名dict其实是Python中的类型名称(在第31章,你会学到有关其他类型名称的内容,以及如何通过它们创建子类)。对它进行调用的时候,可以得到类似列表到字典的转换,但这其实是一个对象构造的请求。在下一章中,我们会探讨一个相关但更丰富的概念,也就是列表解析,它通过单个表达式建立列表;我们还将回顾Python 3.0的字典解析,它可作为针对配对的键/值对的dict调用的一种替代方法。

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