python（六）切片，生成式，生成器，迭代

有了前面的基础，其实掌握的比较扎实的话还是能够做出一些简单的东西的，至少解决一些个基本的数学题还是问题不大，比如说实现一个斐波那契数列，杨辉三角什么的。多数情况下使用循环 for ... in  或者  while 再加上 if 等就能够实现些很复杂的程序了。

接下来这部分内容的主要功能是为了简化循环而存在的，也秉持着python编程的一个原则：能一条代码解决的事儿决不写两条。就这样！

1，切片

切片，从字面上理解意思应该差不多能够到位。就是从一个大块儿中切出来一片或者一块儿。这个大块儿的东西，在程序中可以是列表，元组，集合，字典，字符串等。

举个例子，比如说从一个含有5个元素的列表中取出前三个元素，该怎么实现？

如果没学切片之前，可以用循环实现，就像这样：

但是如果使用python的切片操作，则很简单，就像是这样：

可以看到，python的切片操作符使用的是“[start:end]”，start 和 end 均表示元素的索引，获取到的元素在 [start, end) 之间，就是说包含 start 而不包含 end，如果你不指定 end 那么默认就切到结尾。

通过切片操作对列表，元组等数据结构进行操作之后返回的数据类型和原数据类型相同。

以上就是关于切片操作的基本介绍，当然，这也是它的全部。

那切片操作通常适用的场景就是，你希望可以快速的从一个列表或者什么中获取其中的一部分，那么用切片操作是最合适不过了！

当然了，切片操作还支持“倒着切”和对字符串进行切割。所谓的“倒着切”是因为，不管是列表还是元组，它们最后一个元素的索引在python中“规定为 -1”，那倒数第二个元素就是“-2”以此类推。

一个问题：切片可以对集合或者字典进行切割吗？解释一下原因。

2，生成式

生成式是另外一种操作。切片的目的是从过一个已有的列表中切出一部分返回，而生成式的目的则是从无到有的构建一个列表。

一个案例：假如我准备构建一个含有10个元素的列表，可以怎么做？

这里，可以利用python的一个内置函数xrange来生产一些数字，然后利用循环填充到一个列表中。

那么使用生成式应该怎么实现呢？我还是画（截）个图来看看：

效果一样，但是代码是不是少了很多。这就是python的编码原则，尽可能的少写代码！

同时呢，生成式还可以像for一样支持嵌套，当然了，不只是一级嵌套，同样也支持多级，不过通常情况下最多也只能用到二级了吧。以下的例子，使用生成式来生成两个字符串的全排列：

通过上面的两个例子，想必你已经看到了生成式的运行过程了吧？

对，就是你所想的那样，不要疑惑，记住它，在你以后的python路上这个会有很大的帮助！

‍注意：‍由于生成式只能采用“[]”这种方式，所以只能生产“list”类型的数据结构，所以生成式，通常情况下我们称之为：列表生成式。

‍补充：‍其实还可以生成集合，只需要把“[]”替换成“{}”

一个问题：上面的两句话矛盾吗？

3，生成器

如果你理解了生成式，那么对于生成器来说你只需要懂一点，那就是在生成式满足不了你的时候， 你可以考虑使用生成器。

所以生成器是生成式的加强版，注意：不是替代版！

一个案例：构建一个斐波那契数列数列的列表

方案一：采用循环的方式

由于在python中支持同时给多个变量赋值，所以代码可以简化成这样：

这里，简化之后的代码，最妙的一点我认为在于：在其它编程语言中，如果要做到两个变量的交换，那么一定需要引入中间变量，但是在python中利用“赋值符号 =”支持多赋值的机制可以很容易的避免这个问题。

上例中只是采用基本的python编程方法实现了我们的要求，但是这里能不能采用生成式来实现呢？

答案是可以的！

方案二：采用生成器

有些生成式的逻辑太过于复杂，导致我们没办法直接通过生成式来完成，这个时候可以借助于函数来完成复杂的逻辑，然后把函数转换成生成器，这样我们就可以“迭代”生成器来“模拟生成式”生成我们需要的列表。

那么在这里，把普通函数转换成生成器需要借助一个关键字“yield”。

它的作用是中断操作并返回，当下次再调用“next”方法的时候或者迭代的时候，从中断出继续执行，比如这样：

那现在，对于生成器，是不是有了一个大概的影响呢？

其实还一个问题，我说生成器是作为生成式的加强版，那么是不是应该生成式具有的功能，生成器同样应该具有呢？

就比如我们说生成式的时候的第一个案例，生成一个含有10个元素的列表，如果用生成器应该怎么实现？

可以看到，生成器和生成式，构建的方法的区别在于一个才用的是“[]”而一个采用的是“()”

同时对于生成器，如果你想构建一个列表，那么后期必须要通过“迭代”来实现，而生成式则可以直接实现。

同时，由于生成器的特殊性，导致如果你想访问生成器中的各个元素，则需要调用它的“next”方法。

以上就是对于生成器全部介绍。

经过仔细思考，对比之后，你就会有下面的一些总结：

对于生成式，它很局限，只能够帮助你快速的生成列表，而对于生成器，由于后期元素的访问必须要通过“迭代”，那么“迭代”出来的元素可以放到列表中，也可以放到集合、元组、字典中，所以采用生成器对于最终构建出来的数据类型没有限制。

那采用生成式还是生成器，这个就需要根据情况来自行决定了！

4，补充：迭代

什么叫迭代？说白了就是做循环，而且还是采用for ... in 这种循环结构。这就叫“迭代”！

上面这个，是我们经常用，也是一种最简单的迭代。

同样，我们也可以迭代字典：

默认情况下，迭代字典，迭代的是key，如果你想迭代value，你可以这样：采用 “itervalues”方法

当然，如果你想既迭代key也迭代value，那你可以这样：

然后，我们来看看 “iteritems”这个方法得到的数据类型：

看懂了这个类型，然后再看一个案例：

这样，你对迭代是不是就已经很清楚了呢？^_^

有了迭代的基础，再想想，我们的生成式和生成器，它们的内部不是也应用到了 for ... in 这种结构吗？于是下面这样子的代码你还看不懂吗？

O(∩_∩)O哈！ 真是有趣，在python中，你可以尽情的把你的代码写的“高大上”一些，而且这也正是python所推荐你这么做的！

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切片，生成式，生成器，迭代，作为前面对python扩展数据结构的操作的一些补充说明，在今后的python编程中应用会非常频繁，所以一定要理解透彻，这样才能编写出“高大上”的代码嘛 ^_^