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Python 新手突破瓶颈指南：利用 itertools.repeat 生成重复元素

MegaQi

发布于 2024-08-14 13:22:09

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简介: 本系列文章专为提升编程技能的 Python 新手设计，深入解析 Python 的高级特性和内置工具。笔者通过学习他人项目中未掌握的知识点进行学习总结，一起提升编程水平，突破代码能力。

在数据处理中，有时需要生成重复的元素序列，这时候利用 itertools.repeat() 它可以帮助我们轻松生成指定次数的重复元素或无限重复的元素。

工作机制

itertools.repeat(object, times=None) 是一个生成器，用于生成指定对象的重复序列。object 是需要重复的元素，times 是重复次数。如果不指定 times，则会生成一个无限的重复序列。

class cycle(object):
    """ Return elements from the iterable until it is exhausted. Then repeat the sequence indefinitely. """

基本示例

import itertools

repeated = itertools.repeat('A', times=5)
print(list(repeated))  # 输出: ['A', 'A', 'A', 'A', 'A']

在这个例子中，itertools.repeat() 生成了 5 次 'A' 的重复序列。

注意：当你使用 itertools.repeat('A') 而不指定 times 参数时，它会创建一个无限重复的迭代器。换句话说，迭代器会无限期地生成值 'A'。这对于某些需要无限生成相同值的情况非常有用，但是需要小心使用，以防止在处理该迭代器时出现内存溢出或无限循环。

应用场景

1. 填充数据

在需要填充数据时，可以使用 itertools.repeat() 生成指定数量的重复元素。

import itertools

repeated_zeros = itertools.repeat(0, times=10)
print(list(repeated_zeros))  # 输出: [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

或初始化矩阵或多维数组

import itertools

matrix = [list(itertools.repeat(0, 5)) for _ in range(3)]
print(matrix)

2. 初始化数组

可以使用 itertools.repeat() 初始化数组或列表中的元素。

import itertools

initial_values = itertools.repeat('N/A', times=5)
data = list(initial_values)
print(data)  # 输出: ['N/A', 'N/A', 'N/A', 'N/A', 'N/A']

3. 与 map() 结合使用

可以将 itertools.repeat() 与 map() 函数结合使用，重复调用一个函数。

import itertools

def multiply_by_two(x):
    return x * 2

repeated_values = itertools.repeat(5, times=3)
result = list(map(multiply_by_two, repeated_values))
print(result)  # 输出: [10, 10, 10]

4. 无限生成默认值

可以使用 itertools.repeat() 生成无限的默认值，用于处理缺失数据或流处理。

import itertools

default_values = itertools.repeat('default')
for _ in range(5):
    print(next(default_values))  # 输出: 'default', 'default', 'default', 'default', 'default'

5. 处理动态数据流

在处理动态数据流时，可以使用 itertools.repeat() 生成重复标记或标签，用于标识数据流中的某些状态。

import itertools
import time

def data_stream():
    for i in range(5):
        yield f"data-{i}"
        time.sleep(1)

stream = data_stream()
markers = itertools.repeat("marker")

for data, marker in zip(stream, markers):
    print(f"{marker}: {data}")
# 输出: marker: data-0, marker: data-1, marker: data-2, marker: data-3, marker: data-4