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description= Python itertools meistern: unendliche Iteratoren, Kombinatorik, Gruppierung, Verkettung und Filterung – mit klaren, ausführbaren Beispielen.;
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rint list multiples 0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 kopieren die philosophie von itertools bauen sie ein kleines korrektes stück und kombinieren sie es dann mit anderen zwei itertools funktionen zu verketten ist schneller und weniger fehleranfällig als die entsprechende schleife von hand zu schreiben unendliche iteratoren diese iteratoren erzeugen werte auf unbestimmte zeit kombinieren sie sie immer mit islice einem for break oder einem anderen terminierenden mechanismus um eine endlosschleife zu vermeiden count start 0 step 1 count erzeugt eine gleichmäßig verteilte zahlenfolge es entspricht im wesentlichen range ohne obergrenze und mit unterstützung für fließkommazahlen und negative schrittweiten import itertools integer counter for n in itertools islice itertools count 10 5 print n end 10 11 12 13 14 print float step for n in itertools islice itertools count 0 0 0 5 5 print n end 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 print countdown for n in itertools islice itertools count 100 10 5 print n end 100 90 80 70 60 kopieren count ist nützlich wenn sie elemente eines iterables nummerieren müssen ohne im voraus zu wissen wie viele es sind das enumerate idiom aber mit benutzerdefiniertem start und schrittweite cycle iterable cycle wiederholt die elemente eines beliebigen iterables auf unbestimmte zeit import itertools colours itertools cycle red green blue for i colour in enumerate colours if i 7 break print colour end red green blue red green blue red kopieren praktische verwendung elemente nach dem round robin prinzip teams zuweisen import itertools teams itertools cycle alpha beta gamma players alice bob carol dave eve assignments player team for player team in zip players teams print assignments alice alpha bob beta carol gamma dave alpha eve beta kopieren repeat object times none repeat gibt dasselbe object genau times mal zurück oder unbegrenzt wenn times weggelassen wird import itertools finite repeat print list itertools repeat hello 3 hello hello hello used as a fixed argument supplier in map squares list map pow range 1 6 itertools repeat 2 print squares 1 4 9 16 25 kopieren das muster map pow range 1 6 repeat 2 ist ein gebräuchliches idiom um einer zweistelligen funktion ein konstantes zweites argument zu übergeben kombinatorische iteratoren diese iteratoren erzeugen alle kombinationen permutationen oder kreuzprodukte eines eingabe iterables sie sind unverzichtbar für brute force suchen testfallerzeugung und kombinatorische probleme product iterables repeat 1 product berechnet das kartesische produkt alle geordneten kombinationen bei denen je ein element aus jedem iterable entnommen wird es entspricht verschachtelten for schleifen import itertools suits hearts diamonds ranks a k q deck list itertools product suits ranks print deck hearts a hearts k hearts q diamonds a diamonds k diamonds q kopieren verwenden sie repeat um das produkt eines iterables mit sich selbst mehrfach zu berechnen import itertools all 2 digit binary numbers binary_pairs list itertools product 0 1 repeat 2 print binary_pairs 0 0 0 1 1 0 1 1 kopieren achtung product lädt die eingabe iterables vollständig in den speicher um mehrere durchläufe zu ermöglichen übergeben sie daher keine sehr großen iteratoren als eingabe permutations iterable r none permutations erzeugt alle geordneten anordnungen von r elementen aus der eingabe wenn r weggelassen wird werden alle elemente verwendet import itertools all orderings of 3 letters perms list itertools permutations abc print perms a b c a c b b a c b c a c a b c b a print len perms 6 3 6 2 element permutations perms2 list itertools permutations abc 2 print perms2 a b a c b a b c c a c b print len perms2 6 3 2 6 kopieren bei permutationen kommt es auf die reihenfolge an a b und b a sind unterschiedliche ergebnisse combinations iterable r combinations erzeugt alle ungeordneten auswahlen von r elementen im gegensatz zu permutations spielt die reihenfolge keine rolle jede teilmenge erscheint nur einmal import itertools all 2 element subsets of 1 2 3 4 combos list itertools combinations 1 2 3 4 2 print combos 1 2 1 3 1 4 2 3 2 4 3 4 print len combos 6 c 4 2 6 kopieren ein häufiger anwendungsfall alle paare von elementen auf eine eigenschaft prüfen import itertools words bat tab cat tac anagram_pairs a b for a b in itertools combinations words 2 if sorted a sorted b print anagram_pairs bat tab cat tac kopieren combinations_with_replacement iterable r wie combinations aber jedes element darf in einer auswahl mehr als einmal vorkommen import itertools all 2 element combinations with repetition from 1 2 3 combos list itertools combinations_with_replacement 1 2 3 2 print combos 1 1 1 2 1 3 2 2 2 3 3 3 kopieren dies ist nützlich um alle möglichen würfelergebnisse münzwurf sequenzen oder zeichenauswahlen für passwörter zu generieren kombinatorische funktionen auf einen blick funktion reihenfolge relevant wiederholungen erlaubt anzahl n 4 r 2 product ja ja n r 16 permutations ja nein n n r 12 combinations nein nein c n r 6 combinations_with_replacement nein ja c n r 1 r 10 terminierende iteratoren terminierende iteratoren verarbeiten eine endliche eingabe und enden wenn diese erschöpft ist chain iterables chain behandelt mehrere iterables als eine einzige zusammenhängende sequenz ohne eine neue liste aufzubauen import itertools a 1 2 3 b 4 5 c range 6 9 combined list itertools chain a b c print combined 1 2 3 4 5 6 7 8 kopieren chain from_iterable akzeptiert ein einzelnes iterable von iterables nützlich wenn die anzahl der sequenzen nicht im voraus bekannt ist import itertools nested 1 2 3 4 5 6 flat list itertools chain from_iterable nested print flat 1 2 3 4 5 6 kopieren dies ist eine schnelle speichereffiziente alternative zu item for sublist in nested for item in sublist islice iterable stop islice iterable start stop step 1 islice schneidet jeden iterator einschließlich unendlicher ab ohne ihn vollständig zu materialisieren die argumente entsprechen pythons slice notation akzeptieren jedoch nur nicht negative ganze zahlen import itertools first 5 elements print list itertools islice range 100 5 0 1 2 3 4 elements 10 14 start inclusive stop exclusive print list itertools islice range 100 10 15 10 11 12 13 14 every other element from position 0 to 10 print list itertools islice range 20 0 10 2 0 2 4 6 8 kopieren islice unterstützt keine negativen indizes oder negativen schrittweiten anders als das reguläre listen slicing groupby iterable key none groupby gruppiert aufeinanderfolgende elemente mit demselben schlüsselwert es gibt key group_iterator paare zurück import itertools data fruit apple fruit banana veggie carrot veggie broccoli fruit cherry for category group in itertools groupby data key lambda x x 0 items item 1 for item in group print f category items fruit apple banana veggie carrot broccoli fruit cherry kopieren wichtiger hinweis groupby gruppiert nur aufeinanderfolgende gleiche elemente wenn die daten nicht nach dem schlüssel vorsortiert sind bilden ähnliche elemente an unterschiedlichen positionen separate gruppen wie oben gezeigt cherry startet eine neue fruit gruppe anstatt der ersten beizutreten sortieren sie die daten immer nach dem schlüssel bevor sie groupby aufrufen import itertools data fruit apple veggie carrot fruit banana veggie broccoli fruit cherry sort first then group sorted_data sorted data key lambda x x 0 for category group in itertools groupby sorted_data key lambda x x 0 items item 1 for item in group print f category items fruit apple banana cherry veggie carrot broccoli kopieren beachten sie außerdem dass der gruppen iterator ungültig wird sobald sie zum nächsten schlüssel übergehen konsumieren sie jede gruppe bevor sie next auf dem äußeren iterator aufrufen compress data selectors compress filtert data indem nur die elemente beibehalten werden deren entsprechender selector wert truthy ist import itertools names alice bob carol dave eve active true false true true false result list itertools compress names active print result alice carol dave kopieren compress entspricht d for d s in zip data selectors if s ist jedoch schneller und vermeidet die zwischenliste filterfalse predicate iterable filterfalse ist das komplement des eingebauten filter es liefert elemente für die das prädikat false zurückgibt import itertools numbers 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 keep only odd numbers those that fail the even test odds list itertools filterfalse lambda x x 2 0 numbers print odds 1 3 5 7 9 kopieren takewhile predicate iterable takewhile liefert elemente solange das prädikat true ist und hält dann sofort an auch wenn spätere elemente das prädikat erfüllen würden import itertools data 2 4 6 3 8 10 stop as soon as an odd number appears evens_from_start list itertools takewhile lambda x x 2 0 data print evens_from_start 2 4 6 kopieren dropwhile predicate iterable dropwhile ist das gegenstück zu takewhile es überspringt elemente solange das prädikat true ist und liefert dann alle verbleibenden elemente einschließlich derer bei denen das prädikat wieder true wäre import itertools data 2 4 6 3 8 10 drop leading even numbers yield everything from the first odd onward result list itertools dropwhile lambda x x 2 0 data print result 3 8 10 kopieren takewhile und dropwhile sind nützlich bei der verarbeitung von log dateien oder streams bei denen sie einen header abschnitt überspringen oder bei einer sentinel zeile stoppen möchten starmap function iterable starmap wendet eine funktion auf jedes element eines iterables an und entpackt das element dabei als positionsargumente es entspricht map aber für iterables aus tupeln import itertools pairs 2 3 4 2 10 3 results list itertools starmap pow pairs print results 8 16 1000 kopieren im vergleich zu map pow 2 4 10 3 2 3 starmap funktioniert wenn die argumente bereits als tupel gebündelt sind zip_longest iterables fillvalue none das eingebaute zip endet beim kürzesten iterable zip_longest füllt kürzere iterables mit fillvalue auf sodass alle iterables vollständig verarbeitet werden import itertools a 1 2 3 b a b c d e print list zip a b 1 a 2 b 3 c b s d and e are lost print list itertools zip_longest a b fillvalue 0 1 a 2 b 3 c 0 d 0 e kopieren accumulate iterable func operator add initial none accumulate berechnet laufende gesamtsummen oder beliebige andere laufende aggregationen standardmäßig wird addiert aber sie können jede zweistellige funktion übergeben import itertools import operator numbers 1 2 3 4 5 running sum default print list itertools accumulate numbers 1 3 6 10 15 running product print list itertools accumulate numbers operator mul 1 2 6 24 120 running maximum data 3 1 4 1 5 9 2 6 print list itertools accumulate data max 3 3 4 4 5 9 9 9 kopieren der initial parameter python 3 8 fügt vor dem ersten element einen startwert ein import itertools print list itertools accumulate 1 2 3 initial 100 100 101 103 106 kopieren pairwise iterable pairwise python 3 10 liefert aufeinanderfolgende überlappende paare aus dem iterable import itertools data 1 2 3 4 5 print list itertools pairwise data 1 2 2 3 3 4 4 5 kopieren dies ist nützlich für die berechnung von differenzen zwischen aufeinanderfolgenden werten oder für sliding window logik mit einer fenstergröße von genau 2 import itertools prices 10 0 12 5 11 0 13 5 15 0 changes b a for a b in itertools pairwise prices print changes 2 5 1 5 2 5 1 5 kopieren vor python 3 10 war das äquivalent zip data data 1 funktioniert für sequenzen oder ein manueller tee basierter ansatz funktioniert für beliebige iteratoren itertools zu pipelines kombinieren die wahre stärke von itertools zeigt sich wenn sie funktionen kombinieren da jede funktion einen iterator zurückgibt können sie sie ohne zwischenlisten verketten beispiel die 3 häufigsten wörter in einem text import itertools import operator text the quick brown fox jumps over the lazy dog the fox words text split sort words so groupby can collect identical words together sorted_words sorted words count each word using groupby word_counts key sum 1 for _ in group for key group in itertools groupby sorted_words sort by count descending take the top 3 top3 list itertools islice sorted word_counts key operator itemgetter 1 reverse true 3 print top3 the 3 fox 2 brown 1 kopieren beispiel ein iterable in blöcke fester größe aufteilen import itertools def batched iterable n yield successive n sized tuples from iterable it iter iterable while chunk tuple itertools islice it n yield chunk data range 10 for batch in batched data 3 print batch 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 kopieren python 3 12 liefert itertools batched als eingebaute funktion mit sodass sie den obigen helfer durch itertools batched data 3 in modernem python ersetzen können kurzreferenz kategorie funktion beschreibung unendlich count start step gleichmäßig verteilte zahlen ohne ende unendlich cycle iterable iterable elemente endlos wiederholen unendlich repeat obj n obj genau n mal liefern oder endlos kombinatorisch product its repeat kartesisches produkt kombinatorisch permutations it r geordnete anordnungen ohne wiederholung kombinatorisch combinations it r ungeordnete teilmengen ohne wiederholung kombinatorisch combinations_with_replacement it r ungeordnete teilmengen mit wiederholung terminierend chain its iterables verketten terminierend chain from_iterable it eine verschachtelungsebene abflachen terminierend islice it stop einen iterator schneiden terminierend groupby it key aufeinanderfolgende elemente mit gleichem schlüssel gruppieren terminierend compress data sel nach boolescher maske filtern terminierend filterfalse pred it elemente behalten bei denen prädikat false ist terminierend takewhile pred it liefern solange prädikat true ist dann stoppen terminierend dropwhile pred it überspringen solange prädikat true ist dann liefern terminierend starmap func it map mit argument entpackung terminierend zip_longest its fill zip mit auffüllung kürzerer iterables terminierend accumulate it func laufende aggregation terminierend pairwise it aufeinanderfolgende überlappende paare 3 10 für die konzepte der lazy auswertung hinter itertools siehe python generators und python iterators für funktionale hilfsfunktionen die itertools ergänzen siehe python lambda functions und das python collections modul übungen übung which itertools function would you use to stop consuming a generator the moment a condition becomes false which itertools function would you use to stop consuming a generator the moment a condition becomes false takewhile dropwhile filterfalse compress prüfen übung what is the critical requirement before calling itertools groupby if you want all matching elements to end up in the same group what is the critical requirement before calling itertools groupby if you want all matching elements to end up in the same group the iterable must be sorted by the key first the iterable must be a list not a generator you must specify a fill value the key function must return an integer prüfen übung which itertools function produces the cartesian pr...
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