如何限制 Python 中循环的迭代次数?

How can I limit iterations of a loop in Python?

假设我有一个项目列表,我想遍历其中的前几个:

items = list(range(10)) # I mean this to represent any kind of iterable.
limit = 5

天真的实现

来自其他语言的 Python naïf 可能会写出这个完美的服务和性能(如果不合时宜)代码:

index = 0
for item in items: # Python's `for` loop is a for-each.
    print(item)    # or whatever function of that item.
    index += 1
    if index == limit:
        break

更惯用的实现

但是 Python 有枚举,它很好地包含了大约一半的代码:

for index, item in enumerate(items):
    print(item)
    if index == limit: # There's gotta be a better way.
        break

所以我们将多余的代码减半了。但一定有更好的方法。

我们可以近似下面的伪代码行为吗?

如果 enumerate 采用另一个可选的 stop 参数(例如,它采用这样的 start 参数:enumerate(items, start=1)),我认为这将是理想的,但下面不存在(参见 documentation on enumerate here):

# hypothetical code, not implemented:
for _, item in enumerate(items, start=0, stop=limit): # `stop` not implemented
    print(item)

请注意,不需要命名 index 因为不需要引用它。

有没有一种惯用的方式来写上面的内容?怎么样?

第二个问题:为什么不将其内置到枚举中?

How can I limit iterations of a loop in Python?

for index, item in enumerate(items):
    print(item)
    if index == limit:
        break

Is there a shorter, idiomatic way to write the above? How?

包括索引

zip 在其参数的最短迭代处停止。 (与 zip_longest 的行为相反,后者使用最长的可迭代对象。)

range 可以提供一个有限的可迭代对象,我们可以将它与我们的主要可迭代对象一起传递给 zip。

因此我们可以将 range 对象(及其 stop 参数)传递给 zip 并像有限枚举一样使用它。

zip(range(limit), items)

使用 Python 3、ziprange return 可迭代对象,它们通过管道传输数据而不是在中间步骤的列表中具体化数据。

for index, item in zip(range(limit), items):
    print(index, item)

要在 Python 2 中获得相同的行为,只需将 xrange 替换为 range,将 itertools.izip 替换为 zip

from itertools import izip
for index, item in izip(xrange(limit), items):
    print(item)

如果不需要索引,itertools.islice

您可以使用itertools.islice:

for item in itertools.islice(items, 0, stop):
    print(item)

不需要分配给索引。

合成enumerate(islice(items, stop))得到索引

正如 Pablo Ruiz Ruiz 指出的那样,我们也可以用枚举组合 islice。

for index, item in enumerate(islice(items, limit)):
    print(index, item)

Why isn't this built into enumerate?

这里是纯 Python 实现的枚举(可以进行修改以在注释中获得所需的行为):

def enumerate(collection, start=0):  # could add stop=None
    i = start
    it = iter(collection)
    while 1:                         # could modify to `while i != stop:`
        yield (i, next(it))
        i += 1

对于那些已经使用 enumerate 的人来说,上面的代码性能较低,因为它必须检查是否到了停止每次迭代的时间。如果没有停止参数,我们可以检查并使用旧的枚举:

_enumerate = enumerate

def enumerate(collection, start=0, stop=None):
    if stop is not None:
        return zip(range(start, stop), collection)
    return _enumerate(collection, start)

这个额外的检查对性能的影响可以忽略不计。

至于为什么 enumerate 没有stop参数,这是最初提出的(见PEP 279):

This function was originally proposed with optional start and stop arguments. GvR [Guido van Rossum] pointed out that the function call enumerate(seqn, 4, 6) had an alternate, plausible interpretation as a slice that would return the fourth and fifth elements of the sequence. To avoid the ambiguity, the optional arguments were dropped even though it meant losing flexibility as a loop counter. That flexibility was most important for the common case of counting from one, as in:

for linenum, line in enumerate(source,1):  print linenum, line

显然 start 被保留是因为它非常有价值,而 stop 被删除是因为它的用例较少并且导致新功能的使用混乱。

避免使用下标符号进行切片

另一个回答说:

Why not simply use

for item in items[:limit]: # or limit+1, depends

这里有一些缺点:

  • 它只适用于接受切片的迭代器,因此它更受限制。
  • 如果他们确实接受切片,它通常会在内存中创建一个新的数据结构,而不是迭代引用数据结构,因此会浪费内存(所有内置对象在切片时都会复制,但是,例如 numpy 数组切片时制作视图)。
  • Unsliceable iterables 需要另一种处理方式。如果切换到惰性评估模型,则还必须更改带有切片的代码。

当您了解限制以及它是制作副本还是视图时,您应该只使用带下标符号的切片。

结论

我假设现在 Python 社区知道枚举的用法,混淆成本将被争论的价值所抵消。

在那之前,您可以使用:

for index, element in zip(range(limit), items):
    ...

for index, item in enumerate(islice(items, limit)):
    ...

或者,如果您根本不需要索引:

for element in islice(items, 0, limit):
    ...

并避免使用下标符号进行切片,除非您了解这些限制。

为什么不直接使用

for item in items[:limit]: # or limit+1, depends
    print(item)    # or whatever function of that item.

这仅适用于某些可迭代对象,但由于您指定了列表,因此它有效。

如果你使用 Sets 或 dicts 等,它不起作用

您可以为此使用 itertools.islice。它接受 startstopstep 参数,如果您只传递一个参数,则它被视为 stop。它适用于任何可迭代对象。

itertools.islice(iterable, stop)
itertools.islice(iterable, start, stop[, step])

演示:

>>> from itertools import islice
>>> items = list(range(10))
>>> limit = 5
>>> for item in islice(items, limit):
    print item,
...
0 1 2 3 4

来自文档的示例:

islice('ABCDEFG', 2) --> A B
islice('ABCDEFG', 2, 4) --> C D
islice('ABCDEFG', 2, None) --> C D E F G
islice('ABCDEFG', 0, None, 2) --> A C E G

通过 islice 枚举内的限制

a = [2,3,4,2,1,4]

for a, v in enumerate(islice(a, 3)): 
   print(a, v)

输出:

0 2
1 3
2 4

为什么不循环到限制或列表末尾,以较早发生者为准,如下所示:

items = range(10)
limit = 5
for i in range(min(limit, len(items))):
  print items[i]

输出:

0
1
2
3
4

简短的解决方案

items = range(10)
limit = 5

for i in items[:limit]: print(i)