Как избавиться от вложенных циклов python

Как сделать «двойной break», то есть выйти из вложенного цикла, в Python?

Авторизуйтесь

Как сделать «двойной break», то есть выйти из вложенного цикла, в Python?

Условие:

Перебрать все пары символов в строке, и остановиться при нахождении двух одинаковых символов.

Решение достаточно очевидное, но возникает вопрос:

Если бы мы программировали, например, на Java, то мы могли бы воспользоваться механизмом меток:

Однако в Python такого механизма нет. Требуется предложить наиболее удобное в использовании и читаемое решение.

Возможные варианты ответа

• Поместить цикл в тело функции, а затем сделать return из неё:

Почему это плохая идея: разумеется, сама задача в условии — лишь абстрактный пример. В жизни циклов может быть гораздо больше, и создавать по функции для каждого из них как-то неестественно, не так ли?
Выбросить исключение и поймать его снаружи цикла:

Почему это плохая идея: здесь мы используем механизм исключений как особую форму goto , но ведь на самом деле ничего исключительного в коде не произошло — это обычная ситуация. Как минимум, причины такого злоупотребления этим механизмом будут непонятны другим программистам.
Можно создать булевую переменную, которая будет хранить информацию о том, нужно ли выходить из внешнего цикла на данной итерации:

Почему это плохая идея: из всех перечисленных выше идей эта, пожалуй, лучшая. Тем не менее, это весьма низкоуровневый подход, и в языке Python есть возможность реализовать задуманное гораздо лучше.
Использовать вместо двух циклов for один while :

Почему это плохая идея: вам не кажется, что такой код читается хуже всех предложенных вариантов?

Решение на пятёрку

Давайте ещё раз внимательно прочитаем условие:

Перебрать все пары символов в строке, и остановиться при нахождении двух одинаковых символов.

Где там вообще хоть слово про двойной цикл или про перебор двух индексов? Нам нужно перебирать пары. Значит, по идее, мы должны написать что-то вроде этого:

Отлично, так мы будем перебирать пары. Но как нам добиться именно такой формы записи? Всё очень просто, нужно создать генератор. Делается это следующим образом:

«Как это работает?» — спросите вы. Всё просто. При вызове unique_pairs(int) код в теле функции не вычисляется. Вместо этого будет возвращён объект генератора. Каждый вызов метода next() этого генератора (что неявно происходит при каждой итерации цикла for ) код в его теле будет выполняться до тех пор, пока не будет встречено ключевое слово yield . После чего выполнение будет приостановлено, а метод вернёт указанный объект (здесь yield действует подобно return). При следующем вызове функция начнёт выполняться не с начала, а с того места, на котором остановилась в прошлый раз. При окончании перебора будет выброшено исключение StopIteration .

Итак, самый true pythonic way в решении этой задачи:

UPD: в комментариях подсказывают, что такой генератор уже реализован в стандартной библиотеке:

Что же, для данной задачи это действительно более pythonic решение. Хочется отметить, что целью статьи было скорее познакомить новичков с механизмом генераторов, нежели действительно решить проблему, заявленную в первом абзаце 😉

Свои варианты предлагайте в комментариях!

Хинт для программистов: если зарегистрируетесь на соревнования Huawei Cup, то бесплатно получите доступ к онлайн-школе для участников. Можно прокачаться по разным навыкам и выиграть призы в самом соревновании.

Перейти к регистрации

Источник

Python: как избавиться от вложенных циклов?

У меня есть 2 цикла for, один за другим, и я хочу как-то избавиться от них, чтобы улучшить скорость кода. Мой фрейм данных от панд выглядит следующим образом (заголовки представляют разные компании, а строки представляют разных пользователей, а 1 означает, что пользователь обращался к этой компании, 0 в противном случае):

Я хочу сравнить каждую пару компаний в моем наборе данных, и для этого я создал список, который содержит все идентификаторы компаний. Код просматривает список, берет первую компанию (базу), затем он соединяется с любой другой компанией (партнером), следовательно, второй цикл for. Мой код следующий:

РЕДАКТИРОВАТЬ 1 (добавлено объяснение кода):

1) Метрика, которую я пытаюсь вычислить, скажет мне, сколько раз 2 компании искали вместе по сравнению со всеми другими поисками.

2) Код сначала выбирает всех пользователей, которые обращались к denominator_df = df_matrix.loc[(df_matrix[base] == 1)] базовой фирмы ( denominator_df = df_matrix.loc[(df_matrix[base] == 1)] ). Затем он вычисляет знаменатель, который подсчитывает, сколько уникальных комбинаций между базовой фирмой и любой другой искомой фирмой пользователь имеет, и, поскольку я могу подсчитать количество фирм, к которым обращался пользователь (пользователь), я могу вычесть 1, чтобы получить число уникальные связи между базовой фирмой и другими фирмами.

3) Затем код фильтрует предыдущий denominator_df чтобы выбрать только те строки, которые обращались к базе и одноранговой фирме. Так как мне нужно подсчитать количество пользователей, которые обращались к базе и фирме-партнёру, я использую команду: numerator = len(numerator_df.index) чтобы подсчитать количество строк, и это даст мне числитель.

Ожидаемый вывод данных в верхней части кадра данных следующий:

4) Проверка работоспособности, чтобы увидеть, дает ли код правильное решение: все показатели между 1 базовой фирмой и всеми другими аналогичными фирмами должны быть суммированы до 1. И они делают в коде, который я разместил

Любые предложения или советы о том, в каком направлении идти, будут оценены!

Источник

Цикл for в Python: тонкости написания

Цикл for — одна из базовых управляющих конструкций в любом языке программирования. Простейший цикл в языке Си выглядит так:

В Си нет более элегантного способа написать цикл for. В более сложных сценариях мы обычно прибегаем к вложенным циклам и множеству вспомогательных переменных (например, i в примере выше).

К счастью, в Python все намного удобнее. У этого языка есть возможности, позволяющие писать лаконичные циклы — это очень упрощает нашу жизнь. В Python можно избежать вложенных циклов, а вспомогательные переменные объявлять вовсе не обязательно. А еще мы сами можем настроить цикл for !

В этой статье мы расскажем вам о тонкостях написания цикла for . Надеемся, вы прочувствуете всю красоту Python.

Выводим индекс и значение одновременно

Обыденный сценарий: мы работаем со списком и нам нужно вывести и индексы, и соответствующие значения. Когда я только начал изучать Python, мой код выглядел примерно так:

Да, это работает. Но это недостаточно «питонично». Через несколько месяцев изучения Python я решал эту задачу так:

Как видите, встроенная функция enumerate значительно упрощает нашу жизнь.

Избавляемся от вложенных циклов с помощью функции product

Вложенные циклы — настоящая головная боль. Они усложняют не только сам код, но и его читаемость. Выход из этих циклов — задача тоже сложная. Чтобы найти ошибку, приходится приложить много усилий, ведь нужно проверить каждый внутренний цикл.

К счастью, существует очень полезная встроенная функция — product . Она является частью встроенного модуля Python — itertools . С ее помощью мы можем избавиться от вложенных циклов.

Объявлено три списка чисел. Нам нужно вывести три числа (по одному из каждого списка), сумма которых равна 2077. Чтобы решить эту задачу, нам понадобилось три вложенных цикла. Код выглядит совсем не изящно.

А теперь опробуем функцию product .

Как видите, с помощью функции product количество циклов сокращается до одного.

Функция product возвращает декартово произведение входных итераторов. Благодаря этому мы можем избежать написания вложенных циклов во многих сценариях.

Используем модуль Itertools для написания невероятных циклов

Функция product — лишь вершина айсберга. Изучение модуля itertools сравнимо с открытием нового мира. В нем содержится множество полезных методов, которые могут упростить любой цикл. Полный список вы можете найти в официальной документации.

Рассмотрим несколько примеров.

Создаем бесконечный цикл

В модуле itertools есть как минимум три метода для создания бесконечных циклов:

1. Функция count .

2. Функция cycle .

3. Функция repeat .

Объединяем несколько итераторов в один

Функция chain() помогает нам объединять несколько итераторов в один.

Выводим повторяющиеся элементы и количество их повторений

Функция groupby() позволяет получить повторяющиеся элементы в итераторе и сгруппировать их.

Как видите, дублирующиеся буквы сгруппированы. Более того, мы можем расширить функционал groupby() . Например, указать, что нужно игнорировать регистр:

Самостоятельно настраиваем цикл for

После ознакомления с примерами пора наконец разобраться, почему же циклы в Python такие гибкие и изящные. Этими своими свойствами они обязаны тому, что к итератору в цикле for можно применять функции. Во всех примерах, приведенных выше, к итераторам применялась какая-нибудь функция. Шаблон в целом выглядит так:

То есть, суть itertools проста — этот модуль применяет часто используемые функции к итератору. Если вы забыли какую-либо функцию из itertools — реализуйте ее самостоятельно. Также стоит заметить, что все эти функции — генераторы. Вот почему с их помощью мы можем создавать бесконечные циклы.

Таким образом, написав генератор, вы можете настроить цикл for так, как вам необходимо.

Рассмотрим простой пример:

Как видите, мы объявляем генератор — even_only . Если мы встроим этот генератор в цикл, то итерация будет происходить только по четным элементам списка.

Пример выше — лишь для объяснения принципа работы. Существует множество других способов решения этой задачи — например, генераторы списков.

Вывод

Циклы в Python могут быть изящны и гибки. Такими их делают встроенные функции и генераторы.

Источник

Искусство написания циклов на Python

Цикл for — самый базовый инструмент потока управления большинства языков программирования. Например, простой цикл for на C выглядит так:

Не существует более изящного способа написания цикла for на C. В сложных случаях обычно приходится писать уродливые вложенные циклы или задавать множество вспомогательных переменных (например, как i в показанном выше коде).

К счастью, в Python всё более удобно. В этом языке есть множество хитростей, позволяющих писать более изящные циклы, которые упрощают нашу жизнь. В Python вполне можно избежать вложенных циклов и вспомогательных переменных, и мы даже можем самостоятельно настраивать цикл for .

Эта статья познакомит вас с самыми полезными трюками по написанию циклов на Python. Надеюсь, она поможет вам ощутить красоту этого языка.

Одновременно получаем значения и индексы

Частым примером использования цикла for является получение индексов и значений из списка. Когда я начинал изучать Python, то писал свой код таким образом:

Разумеется, он работал. Но это решение не в стиле Python. Спустя несколько месяцев я узнал стандартный способ реализации в стиле Python:

Как мы видим, встроенная функция enumerate упрощает нам жизнь.

Как избежать вложенных циклов с помощью функции Product

Вложенные циклы — это настоящая головная боль. Они могут снизить читаемость кода и усложнить его понимание. Например, прерывание вложенных циклов обычно реализовать не так просто. Нам нужно знать, где прерван самый внутренний цикл, второй по порядку внутренний цикл, и так далее.

К счастью, в Python существует потрясающая функция product из встроенного модуля itertools . Мы можем использовать её, чтобы не писать множество вложенных циклов.

Давайте убедимся в её полезности на простом примере:

Как мы видим, нам требуется три вложенных цикла, чтобы получить из трёх списков три числа, сумма которых равна 2077. Код не очень красив.

А теперь давайте попробуем использовать функцию product .

Как мы видим, благодаря использованию функции product достаточно всего одного цикла.

Так как функция product генерирует прямое произведение входящих итерируемых данных, она позволяет нам во многих случаях избежать вложенных циклов.

Используем модуль Itertools для написания красивых циклов

На самом деле, функция product — это только вершина айсберга. Если вы изучите встроенный модуль Python itertools , то перед вами откроется целый новый мир. Этот набор инструментов содержит множество полезных методов, покрывающих наши потребности при работе с циклами. Их полный список можно найти в официальной документации. Давайте рассмотрим несколько примеров.

Создаём бесконечный цикл

Существует не меньше трёх способов создания бесконечного цикла:

1. При помощи функции count :

2. Функцией cycle :

3. Через функцию repeat :

Комбинируем несколько итераторов в один

Функция chain() позволяет объединить несколько итераторов в один.

Выделяем соседние дублирующиеся элементы

Функция groupby используется для выделения соседних дублирующихся элементов в итераторе и их соединения.

Как показано выше, соседние одинаковые символы соединены вместе. Более того, мы можем указать функции groupby способ определения идентичности двух элементов:

Самостоятельно настраиваем цикл

Изучив представленные выше примеры, давайте задумаемся о том, почему циклы for в Python настолько гибки и изящны. Насколько я понимаю, это из-за того, что мы можем применять в итераторе цикла for функции. Во всех рассмотренных выше примерах в итераторе всего лишь используются специальные функции. Все трюки имеют одинаковый шаблон:

Сам встроенный модуль itertools всего лишь реализует за нас самые распространённые функции. Если мы забудем функцию или не сможем найти нужную нам, то можем просто написать её самостоятельно. Если быть более точным, то эти функции являются генераторами. Именно поэтому мы можем генерировать с их помощью бесконечные циклы.

По сути, мы можем настроить цикл for под себя, как сделали бы это с настраиваемым генератором.

Давайте рассмотрим простой пример:

Как видно из приведённого выше примера, мы определили генератор под названием even_only . Если мы используем этот генератор в цикле for, итерация будет происходить только для чётных чисел из списка.

Разумеется, этот пример приведён только для объяснения. Существуют и другие способы выполнения тех же действий, например, использование представления списков.

Вывод

Задачу создания циклов на Python можно решать очень гибко и изящно. Чтобы писать удобные и простые циклы, мы можем использовать встроенные инструменты или даже самостоятельно определять генераторы.

На правах рекламы

Надёжный сервер в аренду, создавайте свою конфигурацию в пару кликов и начинайте работать уже через минуту. Всё будет работать без сбоев и с очень высоким uptime!

Источник