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python中关于for循环的碎碎念

为什么要挑战自己在代码里不写for loop?因为这样可以迫使你去使用比较高级、地道的语法或库。文中以python为例子,讲了不少大家其实在别人的代码里都见过、但自己很少用的语法。

这是一个挑战。我要你避免在任何情况下写for循环。同样的,我也要你找到一种场景——除了用for循环以外,用其他方法写都太难。请分享你的发现,我非常想听到这些

距离我开始探索超棒的Python语言特性已经有一段时间了。一开始,这只是我给自己的一个挑战,练习使用更多的语言特性来替代我从其他编程语言那里所学到的。但是事情渐渐变得更有趣了!代码不止变得更简短整洁,而且看起来更加结构化和有规律,在这篇文章中我将更多地介绍这些好处。

首先,让我们退一步看看在写一个for循环背后的直觉是什么:

1.遍历一个序列提取出一些信息

2.从当前的序列中生成另外的序列

3.写for循环已经是我的第二天性了,因为我是一个程序员

幸运的是,Python里面已经有很棒的工具帮你达到这些目标!你需要做的只是转变思想,用不同的角度看问题。

不到处写for循环你将会获得什么

1.更少的代码行数

2.更好的代码阅读性

3.只将缩进用于管理代码文本

Let's see the code skeleton below:

看看下面这段代码的构架:

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

这个例子使用了多层嵌套的代码,这是非常难以阅读的。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。

“扁平结构比嵌套结构更好” ? 《Python之禅》

为了避免for循环,你可以使用这些工具

1. 列表解析/生成器表达式

看一个简单的例子,这个例子主要是根据一个已经存在的序列编译一个新序列:

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

如果你喜欢MapReduce,那你可以使用map,或者Python的列表解析:

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

同样的,如果你只是想要获取一个迭代器,你可以使用语法几乎相通的生成器表达式。(你怎么能不爱上Python的一致性?)

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

2. 函数

站在更高阶、更函数化的变成方式考虑一下,如果你想映射一个序列到另一个序列,直接调用map函数。(也可用列表解析来替代。)

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

如果你想使一个序列减少到一个元素,使用reduce

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

另外,Python中大量的内嵌功能可/会(我不知道这是好事还是坏事,你选一个,不加这个句子有点难懂)消耗迭代器:

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

3. 抽取函数或者表达式

上面的两种方法很好地处理了较为简单的逻辑,那更复杂的逻辑怎么办呢?作为一个程序员,我们会把困难的事情抽象成函数,这种方式也可以用在这里。如果你写下了这种代码:

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

显然你赋予了一段代码太多的责任。为了改进,我建议你这样做:

def process_item(item):
  # setups
  # condition
  # processing
  # calculation
  return result

results = [process_item(item) for item in item_list]

嵌套的for循环怎么样?

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

列表解析可以帮助你:

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

如果你要保存很多的内部状态怎么办呢?

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

# results = [3, 4, 6, 6, 6, 9, 9, 9, 9, 9]
 

让我们提取一个表达式来实现这些:

def max_generator(numbers):
  current_max = 0
  for i in numbers:
    current_max = max(i, current_max)
    yield current_max

a = [3, 4, 6, 2, 1, 9, 0, 7, 5, 8]
results = list(max_generator(a))

“等等,你刚刚在那个函数的表达式中使用了一个for循环,这是欺骗!”

好吧,自作聪明的家伙,试试下面的这个。

4. 你自己不要写for循环,itertools会为你代劳

这个模块真是妙。我相信这个模块能覆盖80%你想写下for循环的时候。例如,上一个例子可以这样改写:

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

另外,如果你在迭代组合的序列,还有product(),permutations(),combinations()可以用。

结论

1.大多数情况下是不需要写for循环的。

2.应该避免使用for循环,这样会使得代码有更好的阅读性。

行动

1.再看一遍你的代码,找出任何以前凭直觉写下for循环的地方,再次思考一下,不用for循环再写一遍是不是有意义的。

2.分享你很难不使用for循环的例子。

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