[譯] 減少 Python 中迴圈的使用

QiuyueZhong發表於2019-04-30
Python

減少 Python 中迴圈的使用

如何以及為什麼應該在 Python 中減少迴圈的使用？

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Python 提供給我們多種編碼方式。

在某種程度上，這相當具有包容性。

來自於任何語言的人都可以編寫 Python。

然而，學習寫一門語言和以最優的方式寫一門語言是兩件不同的事情。

在這一系列名為 Python Shorts 的文章中，我將闡述 Python 提供的一些簡單但是非常有用的結構，一些小技巧以及一些我在資料科學工作中遇到的案例。

在這篇文章中，我將討論 Python 中的 for 迴圈，以及如何儘量避免使用它們。

寫 for 迴圈的 3 種方式：

讓我用一個簡單的例子來解釋下。

假設你想取得一個列表中的平方和。

在機器學習中，當我們想計算 n 維情況下兩點之間的距離時，我們都會面臨這個問題。

你可以使用迴圈很容易的做到這一點。

事實上，我想展示給你我看到的用來完成同樣任務的三種方式，並讓你選擇你認為最好的方式。

x = [1,3,5,7,9]
sum_squared = 0

for i in range(len(x)):
    sum_squared+=x[i]**2
複製程式碼

當我在 Python 程式碼中看到以上程式碼的時候，我知道這個人是擁有 C 或者 Java 背景的。

完成同樣的事情，更 Pythonic 的方式是：

x = [1,3,5,7,9]
sum_squared = 0

for y in x:
    sum_squared+=y**2
複製程式碼

這樣更好了。

我沒有索引這個列表。並且我的程式碼更具有可讀性。

但是，更 Pythonic 的方式一行就可以完成。

x = [1,3,5,7,9]
sum_squared = sum([y**2 for y in x])
複製程式碼

這種方法稱為 List Comprehension，這很可能是我愛上 Python 的原因之一。

你也可以在 List Comprehension 中使用 if。

假設我們只想要偶數的平方數列表。

x = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
even_squared = [y**2 for y in x if y%2==0]
# 輸出結果：
[4,16,36,64]
複製程式碼

if-else？

如果我們同時想要偶數的平方數和奇數的立方數呢？

x = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
squared_cubed = [y**2 if y%2==0 else y**3 for y in x]
# 輸出結果：
[1, 4, 27, 16, 125, 36, 343, 64, 729]
複製程式碼

太棒了！

[譯] 減少 Python 中迴圈的使用

因此，大體上遵循這個具體的準則：每當你想寫一個 for 語句的時候，你應該問自己以下的問題，

  • 可以不用 for 做到嗎？更 Pythonic 的風格。
  • 可以用 List Comprehension 做到嗎？如果是，使用它。
  • 可以不索引陣列嗎？如果不是，考慮使用 enumerate。

什麼是 enumerate？

有時我們既需要陣列中的索引，也需要陣列中的值。

在這種情況下，我更喜歡使用 enumerate 而不是索引列表。

L = ['blue', 'yellow', 'orange']
for i, val in enumerate(L):
    print("index is %d and value is %s" % (i, val))
# 輸出結果：
index is 0 and value is blue
index is 1 and value is yellow
index is 2 and value is orange
複製程式碼

有個規則是：

絕不索引一個列表，如果你能不使用它。

嘗試使用 Dictionary Comprehension

也可以嘗試使用 Dictionary Comprehension，它是 Python 中相對較新的補充，語法和 List Comprehension 很相似。

讓我用一個例子來解釋。我想為 x 中的每個值獲取一個 dictionary（key：平方值）。

x = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
{k:k**2 for k in x}
# 輸出結果：
{1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16, 5: 25, 6: 36, 7: 49, 8: 64, 9: 81}
複製程式碼

如果只想得到偶數值的 dictionary 怎麼辦？

x = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
{k:k**2 for k in x if x%2==0}
# 輸出結果：
{2: 4, 4: 16, 6: 36, 8: 64}
複製程式碼

如果想同時得到偶數值的平方和奇數值的立方怎麼辦？

x = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
{k:k**2 if k%2==0 else k**3 for k in x}
# 輸出結果：
{1: 1, 2: 4, 3: 27, 4: 16, 5: 125, 6: 36, 7: 343, 8: 64, 9: 729}
複製程式碼

結論

最後，我要說的是，雖然看上去很容易將從其他語言獲得的知識移用到 Python 上，但如果繼續這樣做，你將無法理解到 Python 的優美。當我們用 Python 的方式使用它，它的功能要強大得多，也要有趣得多。

所以，當需要 for 迴圈的時候，使用 List Comprehensions 和 Dictionary Comprehensions。當需要陣列索引的時候，使用 enumerate。

避免像傳染病一樣的迴圈

從長遠來看，你的程式碼將更具可讀性和可維護性。

另外，如果您想了解更多關於 Python 3 的知識，我想推薦密歇根大學的一門優秀課程 Intermediate level Python。一定要去看看。

將來我也會寫更多適合初學者的文章。請讓我知道你對這個系列的看法。關注我的 Medium 或訂閱我的部落格以瞭解相關資訊。

和往常一樣，我歡迎反饋和建設性的評論，可以通過 Twitter 聯絡 @mlwhiz。

最初在 2019 年 4 月 23 號釋出於 mlwhiz.com。

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