Python itertools

itertools 為迭代器流水線提供小型積木。除非你主動要求，它們不會建立完整列表，因此很適合與生成器組合。先掌握 count、islice、chain 和 groupby，再用它們組合，而不是再寫一個索引迴圈。 你還會累積總量、用 tee 複製迭代器，並構造組合。

不用 range 也能計數

count 會產生無限序列。配合 islice 只請求固定數量的值。islice 適用於任何可迭代物件，不只是列表，而且回傳迭代器。

from itertools import count, islice
print(list(islice(count(10), 3)))

給無限序列加上邊界

用 chain 拼接可迭代物件

chain 會依次讀取一個可迭代物件，再讀取下一個，不建構中間列表。資料來自不同來源時很方便。只有需要列印或重複使用時，才用 list 包起來。

from itertools import chain
print(list(chain([1, 2], ["a", "b"])))

把多段合成一個流

分組相鄰的值

groupby 會把鍵相同的連續元素分到一組。它不會替你排序，所以相同鍵分散在各處時要先排序。分組結果是迭代器，必須在前進到下一個鍵之前消費完。

from itertools import groupby
data = [("a", 1), ("a", 2), ("b", 3)]
for key, group in groupby(data, key=lambda pair: pair[0]):
    print(key, list(group))

相同鍵的連續片段

accumulate 與 pairwise 派生流

accumulate 把值變成執行總量；pairwise 產出相鄰對。兩者都是惰性的，不用索引迴圈就能表達關係。累加器需要零這樣的起點時，用 initial=。

from itertools import accumulate, pairwise
values = [4, 3, 2]
print(list(accumulate(values)))
print(list(pairwise(values)))
print(list(accumulate(values, initial=0)))

執行總量與相鄰對

tee 複製迭代器，但會緩衝

tee 在一個源上回傳兩個獨立迭代器。它不是深拷貝：一個分支提前取走的值會為另一個分支緩衝。兩個分支都要消費；資料小到可以直接存下時，優先用列表。

from itertools import tee
values = iter([1, 2, 3])
a, b = tee(values)
print(list(a))
print(list(b))
print(list(a))

兩個讀者，一個帶緩衝的源

組合與笛卡爾積

combinations 選出不重複、無序的組合；product 構造輸入之間的所有配對。結果數量增長很快，所以輸入要小。它們適合測試矩陣和小型搜尋空間，不適合暴力列舉大資料。

from itertools import combinations, product
print(list(combinations(["a", "b", "c"], 2)))
print(list(product([1, 2], ["x", "y"])))

小型組合積木

動手試試

改改變數、先預測輸出，再執行程式碼。第一次點擊「執行程式碼」時會下載 Python 執行時，可能需要幾秒鐘。