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Python3 与 C# 扩展之~基础衍生
阅读量:7077 次
发布时间:2019-06-28

本文共 32614 字,大约阅读时间需要 108 分钟。

 

本文适应人群:C# or Python3 基础巩固

代码裤子:

在线编程:

在线预览:

马上快期末考试了,老师蜜月也回来了,于是有了一场跨季度的复习讲课了:

1.Python基础语法扩展

1.1.if 判断条件相关

None、""、0、[]、{} ==> 假

1、" "、[None,""]、{"":None} ==> 真

小明可高兴了,前几天被打击的面目全非,这几天老师回来了,又可以大发神威了,于是抢先提交demo:

In [1]:
# Noneif None:    print(True)else:    print(False)
 
False
In [2]:
# 0为Falseif 0:    print(True)else:    print(False)
 
False
In [3]:
# 空字符串if "":    print(True)else:    print(False)
 
False
In [4]:
# 空列表为Falseif []:    print(True)else:    print(False)
 
False
In [5]:
# 空字典为Falseif {}:    print(True)else:    print(False)
 
False
In [6]:
# 1为Trueif 1:    print(True)else:    print(False)
 
True
In [7]:
# 含空格if " ":    print(True)else:    print(False)
 
True
In [8]:
if [None,""]:    print(True)else:    print(False)
 
True
In [9]:
if {
"":None}: print(True)else: print(False)
 
True
 

老师微带笑容的看了小明一眼,然后接着讲if的扩展

1.2.三元表达符

eg:max = a if a > b else b

In [10]:
a, b = 1, 2max = a if a > b else bprint(max)
 
2
In [11]:
a, b, c = 1, 3, 2max = a if a > b else bmax = max if max > c else cprint(max)
 
3
In [12]:
# 上面的那个还有一种简写(不推荐)a, b, c = 1, 3, 2max = (a if a > b else b) if (a if a > b else b) > c else cprint(max)
 
3
 

1.2.字符串和编码

Python3.x版本中,字符串是以Unicode编码的

对于单个字符的编码,Python提供了ord()函数获取字符的整数表示,chr()函数把编码转换为对应的字符

小潘对这块有所研究,把小明按在桌上然后抢先提交demo:

In [13]:
ord('D')
Out[13]:
68
In [14]:
ord('毒')
Out[14]:
27602
In [15]:
chr(68)
Out[15]:
'D'
In [16]:
chr(27602)
Out[16]:
'毒'
In [17]:
print(ord('A'))print(ord('Z'))print(ord('a'))print(ord('z'))
 
659097122
 

老师补充讲解道:

编码:encode() 解码:decode()

url相关的可以用:

urllib.parse.quote() and urllib.parse.unquote()

urllib.parse.urlencode() 可以直接对一个key-value进行url编码

In [18]:
# encode() and decode()name="毒逆天"name_encode=name.encode("utf-8")print(name_encode)print(name_encode.decode("utf-8"))
 
b'\xe6\xaf\x92\xe9\x80\x86\xe5\xa4\xa9'毒逆天
In [19]:
# 需要导入urlib.parseimport urllib.parse
In [20]:
test_str="淡定"# 对字符串进行url编码和解码test_str_enode = urllib.parse.quote(test_str)print(test_str_enode)# urllib.parse.quote() 解码print(urllib.parse.unquote(test_str_enode))
 
%E6%B7%A1%E5%AE%9A淡定
In [21]:
# urlencode 可以直接对一个key-value进行编码test_dict={
"name":"毒逆天","age":23}encode_str = urllib.parse.urlencode(test_dict)print(encode_str)print(urllib.parse.unquote(encode_str))
 
name=%E6%AF%92%E9%80%86%E5%A4%A9&age=23name=毒逆天&age=23
 

1.3.值判断和地址判断

小明不乐意了,你个小潘总是抢我的风头,看完标题就刷刷的在黑板上写下了如下知识点:

is 是比较两个引用是否指向了同一个对象id()得到的地址一样则相同)

== 是比较两个对象的值是否相等

在之前讲Dict的时候提了一下可变和不可变类型:

Func里面又系统的说了一下:

对于可变不可变系列就不去复述了,下面再来几个案例看看 值判断地址判断的概念

In [22]:
################ 可变类型 ################
In [23]:
a=[1,2,3]b=[1,2,3]# id不一样,那is肯定不一样了print(id(a))print(id(b))
 
139727165899464139727165725256
In [24]:
# a和b是否指向同一个地址a is b
Out[24]:
False
In [25]:
# a和b的值是否相同a == b
Out[25]:
True
In [26]:
################ 开始变化了 ################
In [27]:
# 让a指向b的地址a=b# a和b的id一样了print(id(a))print(id(b))
 
139727165725256139727165725256
In [28]:
# a和b是否指向同一个地址a is b
Out[28]:
True
In [29]:
# a和b的值是否相同a == b
Out[29]:
True
In [30]:
################ 不可变类型 ################
In [31]:
a=1b=1# id一样print(id(a))print(id(b))
 
9459257839465694592578394656
In [32]:
a is b
Out[32]:
True
In [33]:
a == b
Out[33]:
True
In [34]:
# 但是你要注意,不是所有不可变类型都这样的f1=1.2f2=1.2# 声明两个相同值的浮点型变量,查看它们的id,发现它们并不是指向同个内存地址(这点和int类型不同)print(id(f1))print(id(f2))
 
139727217917024139727217917096
In [35]:
# 这个就不一样了# 这方面涉及Python内存管理机制,Python对int类型和较短的字符串进行了缓存# 无论声明多少个值相同的变量,实际上都指向同个内存地址,其他的就没这福利咯~f1 is f2
Out[35]:
False
In [36]:
f1 == f2
Out[36]:
True
 

2.Python总结之for系列

老师徐徐道来:“之前说for总是零零散散的,现在基础都讲完了,来个小汇总:”

2.1.Base

能够被for循环遍历的,就是可迭代的

For基础系:

In [37]:
# 类似于for(int i=0;i<5;i++)for i in range(5):    print(i)
 
01234
In [38]:
#while循环一般通过数值是否满足来确定循环的条件#for循环一般是对能保存多个数据的变量,进行遍历name="https://pan.baidu.com/s/1weaF2DGsgDzAcniRzNqfyQ#mmd"for i in name:    if i=='#':        break    print(i,end='')#另一种写法:print("%s"%i,end="")print('\n end ...')
 
https://pan.baidu.com/s/1weaF2DGsgDzAcniRzNqfyQ end ...
In [39]:
# 你期望的结果是:i = 5for i in range(10):    if i == 5:        print("i = %d" % i)else:    print("没有找到")
 
i = 5没有找到
In [40]:
# 当迭代的对象迭代完并为空时,位于else的子句将执行# 而如果在for循环中含有break时则直接终止循环,并不会执行else子句# 正确写法如下:for i in range(10):    if i == 5:        print("i = %d" % i)        breakelse:    print("没有找到")
 
i = 5
In [41]:
# 遍历一个字典test_dict={
"Name":"小明","Age":23}for k,v in test_dict.items(): print("key:%s,value:%s"%(k,v))
 
key:Name,value:小明key:Age,value:23
 

2.2.列表生成式

如果下面知识点还不熟悉的,看看之前讲的~列表生成式:

简写list(range(1, 11)) 全写[x for x in range(1,11)]

In [42]:
list(range(1, 11))
Out[42]:
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
In [43]:
[x for x in range(1,11)]
Out[43]:
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
In [44]:
# 1~10的平方列表[x*x for x in range(1,11)]
Out[44]:
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
In [45]:
# 1~10之间的偶数[x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
Out[45]:
[2, 4, 6, 8, 10]
In [46]:
# 数学里面的全排列[x + y for x in 'ABC' for y in 'AB']
Out[46]:
['AA', 'AB', 'BA', 'BB', 'CA', 'CB']
In [47]:
# 数学里面的坐标轴[(x,y) for x in range(1,5) for y in range(1,4)]
Out[47]:
[(1, 1), (1, 2), (1, 3), (2, 1), (2, 2), (2, 3), (3, 1), (3, 2), (3, 3), (4, 1), (4, 2), (4, 3)]
In [48]:
# (x,y,z) 一般三个嵌套就上天了[(x,y,z) for x in range(1,5) for y in range(1,4) for z in range(1,3)]
Out[48]:
[(1, 1, 1), (1, 1, 2), (1, 2, 1), (1, 2, 2), (1, 3, 1), (1, 3, 2), (2, 1, 1), (2, 1, 2), (2, 2, 1), (2, 2, 2), (2, 3, 1), (2, 3, 2), (3, 1, 1), (3, 1, 2), (3, 2, 1), (3, 2, 2), (3, 3, 1), (3, 3, 2), (4, 1, 1), (4, 1, 2), (4, 2, 1), (4, 2, 2), (4, 3, 1), (4, 3, 2)]
 

2.3.扩展

如果要对list实现类似C#或者java那样的下标循环怎么办?

这块小明又有预习,于是在提交Code的同时大声说道:

Python内置的enumerate函数可以把一个list变成索引-元素对,这样就可以在for循环中同时迭代索引和元素本身

In [49]:
for i, item in enumerate(['A', 'B', 'C']):    print(i, item)
 
0 A1 B2 C
 

3.Python中赋值、浅拷贝、深拷贝

看到标题小明和小潘就楞了,老师当时没讲解啊,然后两个人眼巴巴的看着老师讲解:

官方文档:

3.1.赋值

通过=来实现,就是把地址拷贝了一份,比如 a = b

In [50]:
a=[1,2,2]b = aprint(id(a))print(id(b))
 
139727165518536139727165518536
In [51]:
# 再验证a.append(3)# 都增加了一个3,说明的确指向同一个内存地址print(a)print(b)
 
[1, 2, 2, 3][1, 2, 2, 3]
 

3.2.深拷贝deepcopy

导入copy模块,调用deepcopy方法

如果有嵌套引用的情况,直接递归拷贝

In [52]:
import copya=[1,2,2]
In [53]:
b=copy.deepcopy(a)# 指向了不同的内存地址print(id(a))print(id(b))
 
139727165899080139727165900488
In [54]:
# 再验证一下a.append(3)# b不变,说明的确指向不同的内存地址print(a)print(b)
 
[1, 2, 2, 3][1, 2, 2]
In [55]:
################ 开始变化了 ################
In [56]:
# 之前讲了嵌套列表,我们来验证一下a=[1,2,2]b=[1,2,3,a]c=copy.deepcopy(b)# 发现地址都不一样print(id(b))print(id(c))print(id(b[3]))print(id(c[3]))
 
139727166586248139727165899080139727165725256139727165899464
In [57]:
# 直观的验证一下a.append(666)# 深拷贝的确是深拷贝print(b)print(c)
 
[1, 2, 3, [1, 2, 2, 666]][1, 2, 3, [1, 2, 2]]
 

3.3.浅拷贝copy

copy只是简单拷贝,如果拷贝内容里面还有引用之类的,他是不管的

In [58]:
import copya=[1,2,2]
In [59]:
b=copy.copy(a)# 指向了不同的内存地址print(id(a))print(id(b))
 
139727165902088139727165850952
In [60]:
################ 开始变化了 ################
In [61]:
# 之前讲了嵌套列表,我们来验证一下a=[1,2,2]b=[1,2,3,a]c=copy.copy(b)# 第一层地址不一样print(id(b))print(id(c))
 
139727165519432139727165902088
In [62]:
# 验证一下b.append(111)# 第一层指向的不同地址print(b)print(c)
 
[1, 2, 3, [1, 2, 2], 111][1, 2, 3, [1, 2, 2]]
In [63]:
# 如果里面还有引用,那么就不管了print(id(b[3]))print(id(c[3]))
 
139727165725576139727165725576
In [64]:
# 验证一下a.append(666)# 内部引用的确没copy新地址print(b)print(c)
 
[1, 2, 3, [1, 2, 2, 666], 111][1, 2, 3, [1, 2, 2, 666]]
 

3.4.知识扩展

如果拷贝的对象是不可变类型,不管深拷贝和浅拷贝以及赋值都是地址引用。但当拷贝的不可变对象含有引用类型时,只有深拷贝(deepcopy)会递归复制

需要注意的是:Python和Net对于值类型处理是不一样的(管理方式不一样导致的)

==>NET中值类型默认是深拷贝的,而对于引用类型,默认实现的是浅拷贝

In [65]:
a=(1,2,2)b=aprint(id(a))print(id(b))
 
139727165526520139727165526520
In [66]:
a=(1,2,2)b=copy.deepcopy(a)print(id(a))print(id(b))
 
139727165846872139727165846872
In [67]:
a=(1,2,2)b=copy.copy(a)print(id(a))print(id(b))
 
139727165526520139727165526520
 

扩:当拷贝的不可变对象含有引用类型时:赋值和浅拷贝不会copy,而深拷贝(deepcopy)会递归复制 深拷贝.png

PS:我们常用的切片相当于浅拷贝copy.copy()切片.png

4.CSharp中赋值、浅拷贝、深拷贝

小明听懂了Python的深拷贝和浅拷贝后,本着学以致用的原则,写下了C#的实现:

先声明一下,本机环境是Ubuntu + NetCore,欢迎贴Code补充

4.1.赋值

Code:

赋值方法和Python一样,直接赋值即可

var list1 = new List
() {
1, 2, 2 };var list2 = list1;
In [68]:
%%script csharp// Python一样,直接赋值即可var list1 = new List
() { 1, 2, 2 };var list2 = list1;// 验证一下list1.Add(3);//我们修改一下list1,list2也就跟着就改变了foreach (var item in list1){ Console.Write(item + " ");}Console.WriteLine();foreach (var item in list2){ Console.Write(item + " ");}
 
1 2 2 3 1 2 2 3
 

4.2值类型默认深拷贝

NetCore深拷贝相关的 public void CopyTo (T[] array);

简单类型用最简单的方式就能实现深拷贝了:

官方的CopyTo在这里和这个效果一样,但是比较麻烦,这边就不贴了(Code里面贴了)

var list3 = new List
() {
1, 2, 2 };var list4 = new List
(list3);// 验证一下list3.Add(3);foreach (var item in list3){
Console.Write(item + " ");}Console.WriteLine();foreach (var item in list4){
Console.Write(item + " ");}

结果:

1 2 2 3 1 2 2

4.3.引用类型默认浅拷贝

对于List<T>再复杂点的,上面的方式就变成浅拷贝了:(类似于Python的Copy.Copy)

官方的CopyTo在这里和这个效果一样,但是比较麻烦,这边就不贴了(Demo里面贴了)

定义一个Student

public partial class Student{
public string Name {
get; set; } public int Age {
get; set; } public override string ToString() {
return $"Name:{Name},Age:{Age}"; }}

浅拷贝Demo:

var list5 = new List
(){
new Student {
Name = "小张", Age = 22 }, new Student {
Name = "小明", Age = 23 } };var p = new Student() {
Name = "小潘", Age = 23 };list5.Add(p);// 浅拷贝一份var list6 = new List
(list5);// 浅拷贝测试// 我们修改一下list5,list6没有跟着改变,说明第一层的地址的确不一样list5.Add(new Student() {
Name = "小胖", Age = 24 });// 当我们修改小潘同学的年龄时,大家都变了,说明真的只是浅拷贝p.Age = 24;foreach (var item in list5){
Console.WriteLine(item);}Console.WriteLine("=============");foreach (var item in list6){
Console.WriteLine(item);}

结果:

Name:小张,Age:22Name:小明,Age:23Name:小潘,Age:24Name:小胖,Age:24=============Name:小张,Age:22Name:小明,Age:23Name:小潘,Age:24
 

4.4.简单方式实现深拷贝

对于List<T>的深拷贝场景,其实项目中还是蛮常见的,那深拷贝怎么搞呢?

先来一个简单的实现方式,需要T实现ICloneable接口才行:

定义一个Person类

public partial class Person : ICloneable{
public string Name {
get; set; } public int Age {
get; set; } //实现ICloneable的Clone方法 public object Clone() {
return base.MemberwiseClone();//调用父类方法即可 } public override string ToString() {
return $"Name:{Name},Age:{Age}"; }}

List<T>定义一个扩展方法:(温馨提醒:扩展方法所在的类必须是static Class哦)

public static partial class ListExt{
// 只要T实现了ICloneable接口就可以了 public static IEnumerable
DeepCopy
(this IEnumerable
list) where T : ICloneable {
return list.Select(item => (T)item.Clone()).ToList(); }}

来个调用加验证:

#region 引用类型深拷贝-简单实现方式var oldList = new List
(){
new Person(){
Name="小明",Age=23}, new Person(){
Name="小张",Age=22},};var xiaoPan = new Person() {
Name = "小潘", Age = 23 };oldList.Add(xiaoPan);var newList = oldList.DeepCopy();//测试oldList.Add(new Person() {
Name = "小胖", Age = 23 });xiaoPan.Age = 24;foreach (var item in oldList){
Console.WriteLine(item);}Console.WriteLine("========");foreach (var item in newList){
Console.WriteLine(item);}#endregion

结果:

Name:小明,Age:23Name:小张,Age:22Name:小潘,Age:24Name:小胖,Age:23========Name:小明,Age:23Name:小张,Age:22Name:小潘,Age:23
 

4.5.序列化方式实现深拷贝(常用)

利用System.Runtime.Serialization序列化与反序列化实现深拷贝

先定义一个Teacher类(别忘记加 Serializable 的标签)

[Serializable]public partial class Teacher{
public string Name {
get; set; } public int Age {
get; set; } public override string ToString() {
return $"Name:{Name},Age:{Age}"; }}

添加一个扩展方法:

public static partial class ListExt{
// 利用System.Runtime.Serialization序列化与反序列化实现深拷贝 public static T DeepCopy2
(this T obj) {
using (var stream = new MemoryStream()) {
var formatter = new BinaryFormatter(); formatter.Serialize(stream, obj); stream.Seek(0, SeekOrigin.Begin); return (T)formatter.Deserialize(stream); } }}

调用:

#region 引用类型深拷贝-序列化实现var oldTestList = new List
(){
new Teacher(){
Name="小明",Age=23}, new Teacher(){
Name="小张",Age=22},};var s = new Teacher() {
Name = "小潘", Age = 23 };oldTestList.Add(s);var newTestList = oldTestList.DeepCopy2();//测试oldTestList.Add(new Teacher() {
Name = "小胖", Age = 23 });s.Age = 24;foreach (var item in oldTestList){
Console.WriteLine(item);}Console.WriteLine("========");foreach (var item in newTestList){
Console.WriteLine(item);}#endregion

结果:

Name:小明,Age:23Name:小张,Age:22Name:小潘,Age:24Name:小胖,Age:23========Name:小明,Age:23Name:小张,Age:22Name:小潘,Age:23

因为主要是说Python,Net只是简单提一下,这边就先到这里了

不尽兴可以看看,讲得还是挺全面的

我们接着来对比学习~

 

5.Python生成器

一看到标题小明又懵圈了,但是看到大家好像都知道的样子心想道:“我是不是又睡过一节课啊?”

,这边说说生成器

通过列表生成式,我们可以简单并直接的创建一个列表,但是当数据有一定的规律而且又很大的时候,使用列表就有点浪费资源了

如果列表元素可以按照某种算法推算出来,这样就不必创建完整的list,从而节省大量的资源

5.1.简单方式

在Python中,这种一边循环一边计算的机制,称为生成器:generator

先看一个简单的生成器案例:(只要把一个列表生成式的[]改成() ,就创建了一个generator了)

In [69]:
# 列表生成式[x for x in range(10)]
Out[69]:
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
In [70]:
# 生成器写法(Python2.x系列是用xrange)(x for x in range(10))
Out[70]:
at 0x7f14c413cb48>
 

遍历方式可以用之前的for循环来遍历(推荐)

也可以用next()或者__next__()方法来遍历。【C#是用MoveNext

generator保存的是算法,每次调用next(xxx)或者__next__(),就计算出下一个元素的值,直到计算到最后一个元素

当没有更多的元素时,抛出StopIteration的异常

最新的Python3.7在这方面有所优化:

In [71]:
g=(x for x in range(10))# for来遍历(推荐)for i in g:    print(i)
 
0123456789
In [72]:
g=(x for x in range(10))print(next(g))print(next(g))print(next(g))print(next(g))print(next(g))print(g.__next__()) #通过__next__也一样取下一个print(next(g))print(next(g))print(next(g))print(next(g))print(next(g))print(next(g))
 
0123456789
 
---------------------------------------------------------------------------StopIteration                             Traceback (most recent call last)
in
() 11 print(next(g)) 12 print(next(g))---> 13print(next(g)) 14 print(next(g))StopIteration:
 

5.2.yield方式

如果推算的算法比较复杂,用类似列表生成式的for循环无法实现时,还可以用函数来实现

这时候就需要用到yield了,像最经典的斐波拉契数列,这次用一波生成器来对比实现下:

In [73]:
# 递归方式:求第30个数是多少# 1、1、2、3、5、8、13、21、34...def fib(n):    if n == 1 or n == 2:        return 1    else:        return fib(n - 1) + fib(n - 2)fib(30)
Out[73]:
832040
In [74]:
# 在讲yield方式之前先用循环实现一下def fibona(max):    n, a, b = 0, 0, 1    while n < max:        print(b)        a, b = b, a + b        n = n + 1fibona(30)
 
112358132134558914423337761098715972584418167651094617711286574636875025121393196418317811514229832040
In [75]:
# for循环实现def fibona(n):    a, b = 0, 1    # [0,n)    for i in range(n):        print(b)        a, b = b, a + bfibona(30)
 
112358132134558914423337761098715972584418167651094617711286574636875025121393196418317811514229832040
 

a, b = b, a + b 之前交换两数的时候提过

这个相当于==>

temp_tuple = (b, a + b)a = temp_tuple[0]b = temp_tuple[1]

要把fibona函数变成generator,只需要把print(b)改为yield b就可以了:

generator在执行过程中,遇到yield就中断,下次又继续执行到yield停下了,一直到最后

生成器的特点:

  1. 节约内存
  2. 迭代到下一次的调用时,所使用的参数都是第一次所保留下的(所有函数调用的参数都是第一次所调用时保留的,而不是新创建的)
In [76]:
# 改成生成器比较简单,直接换输出为yielddef fibona(n):    a, b = 0, 1    # [0,n)    for i in range(n):        yield b        a, b = b, a + b
In [77]:
# 看看是不是生成器g = fibona(30)g
Out[77]:
In [78]:
# 遍历输出(基本上都会用for来遍历)for i in g:    print(i)
 
112358132134558914423337761098715972584418167651094617711286574636875025121393196418317811514229832040
 

对于函数改成的generator来说,遇到return语句或者执行到函数体最后一行语句,就是结束generator的循环的时候

小明总结如下:

  1. 在Python中,这种一边循环一边计算的机制称为生成器:generator

  2. 每一个生成器都是一个迭代器(迭代器不一定是生成器)

  3. 如果一个函数包含yield关键字,这个函数就会变为一个生成器

  4. 生成器并不会一次返回所有结果,而是每次遇到yield关键字后返回相应结果,并保留函数当前的运行状态,等待下一次的调用

  5. 由于生成器也是一个迭代器,那么它就支持next用方法来获取下一个值(我们平时用for来遍历它)

推荐一篇文章,总结的很全了:()

5.3.扩展之~send(msg)方法:

其实__next__()send()在一定意义上作用是相似的,区别是send()可以传递yield表达式的值进去

__next__()不 能传递特定的值。我们可以看做x.__next__()x.send(None) 作用是一样的

In [79]:
# 来个案例:def test_send(n):    for i in range(n):        tmp = yield i        print(tmp)g = test_send(5)g
Out[79]:
In [80]:
# 定义一个列表test_list = []# 把第一次yield的值放在列表中test_list.append(g.__next__())# 把list传给tmp并打印(可以理解为把表达式右边的 yield i 暂时换成了 test_list)# out的内容是yield返回的值g.send(test_list)
 
[0]
Out[80]:
1
In [81]:
# 以防你们看不懂,来个简单案例# 你传啥print(tmp)就给你打印啥g.send("你好啊")
 
你好啊
Out[81]:
2
 

注意一种情况,generator刚启动的时候,要么不传,要么只能传None

解决:要么一开始send(None)要么一开始先调用一下__next()__ or next()

In [82]:
# 注意一种情况,generator刚启动的时候,要么不传,要么只能传Nonedef test_send(n):    for i in range(n):        tmp = yield i        print(tmp)g = test_send(5)g.send("dog") # TypeError: can't send non-None value to a just-started generator
 
---------------------------------------------------------------------------TypeError                                 Traceback (most recent call last)
in
() 7 8 g = test_send(5)----> 9g.send("dog") # TypeError: can't send non-None value to a just-started generatorTypeError: can't send non-None value to a just-started generator
In [83]:
# 解决:要么一开始send(None)要么一开始先调用一下__next()__ or next()def test_send(n):    for i in range(n):        tmp = yield i        print(tmp)g = test_send(5)g.send(None)
Out[83]:
0
In [84]:
g.send("dog")
 
dog
Out[84]:
1
 

扩:C#在遍历generator的时候也是先调一下MoveNext方法

while (tmp.MoveNext()){
Console.WriteLine(tmp.Current);}
 

5.4.扩展之~returnbreak的说明

在一个generator函数中,如果没有return则默认执行至函数完毕

如果在执行过程中return或者break则直接抛出StopIteration终止迭代

In [85]:
# break案例def test_send(n):    for i in range(n):        if i==2:            break        yield ig = test_send(5)for i in g:    print(i)
 
01
In [86]:
# return案例def test_send(n):    for i in range(n):        if i==2:            return "i==2"        yield ig = test_send(5)for i in g:    print(i)
 
01
 

for循环调用generator时,发现拿不到generatorreturn语句的返回值

如果想要拿到返回值,必须捕获StopIteration错误,返回值包含在StopIteration的value

In [87]:
# 上面return的返回值怎么拿呢?g = test_send(5)while True:    try:        tmp = g.__next__()        print(tmp)    except StopIteration as ex:        print(ex.value)        break # 一定要加break,别忘了你在死循环里呢
 
01i==2
 

5.5.扩展之~协程yield实现多任务调度

这个场景还是很常见的,比如C#的单线程实现多任务用的就可以使用yield

再比如生产消费这个经典案例:()

生产者生产消息后,直接通过yield跳转到消费者开始执行,待消费者执行完毕后,切换回生产者继续生产

Python对协程的支持是通过generator实现的

在generator中,我们不但可以通过for循环来迭代,还可以不断调用__next__()获取由yield语句返回的下一个值。

因为Python的yield不但可以返回一个值,它还可以接收调用者发出的参数(通过send方法),所以就happy了

我们举个简单的demo来看看:

In [88]:
def consumer():    while True:        tmp = yield        # !None就变成真了        if not tmp:            return        print("消费者:",tmp)
In [89]:
# 创建消费者c = consumer()# 启动消费者c.send(None)# 生产数据,并提交给消费者c.send("小明")c.send("小潘")# 生产结束,通知消费者结束,抛出StopIteration异常c.send(None) # 使用c.close()可以避免异常
 
消费者: 小明消费者: 小潘
 
---------------------------------------------------------------------------StopIteration                             Traceback (most recent call last)
in
() 7 c.send("小潘") 8 # 生产结束,通知消费者结束,抛出StopIteration异常----> 9c.send(None) # 使用c.close()可以避免异常StopIteration:
 

执行流程

  1. 创建协程对象(消费者)后,必须使用send(None)__next__()启动
  2. 协程在执行yield后让出执行绪,等待消息
  3. 调用方发送send(msg)消息,协程恢复执行,将接收到的数据保存并执行后续流程
  4. 再次循环到yield,协程返回前面的处理结果,并再次让出执行绪
  5. 直到关闭或被引发异常

补全demo:

In [90]:
def consumer():    status = ""    while True:        tmp = yield status        if not tmp:            print("消费者已经睡觉了...")            return        print("消费者:获得商品%s号..." % tmp)        status = "ok"def produce(c):    # 启动消费者    c.send(None)    for i in range(1, 3):        print("生产者:出产商品%s号..." % i)        # 生产商品,并提交给消费者        status = c.send(i)        print("生产者:生产者消费状态: %s" % status)    # c.send(None) 执行这个会引发StopIteration    c.close()  # 使用close就可以避免了(手动关闭生成器函数,后面的调用会直接返回StopIteration异常)# 创建消费者c = consumer()produce(c)
 
生产者:出产商品1号...消费者:获得商品1号...生产者:生产者消费状态: ok生产者:出产商品2号...消费者:获得商品2号...生产者:生产者消费状态: ok
In [91]:
# 更多可以查看帮助文档def test():    yieldhelp(test())
 
Help on generator object:test = class generator(object) |  Methods defined here: |   |  __del__(...) |   |  __getattribute__(self, name, /) |      Return getattr(self, name). |   |  __iter__(self, /) |      Implement iter(self). |   |  __next__(self, /) |      Implement next(self). |   |  __repr__(self, /) |      Return repr(self). |   |  close(...) |      close() -> raise GeneratorExit inside generator. |   |  send(...) |      send(arg) -> send 'arg' into generator, |      return next yielded value or raise StopIteration. |   |  throw(...) |      throw(typ[,val[,tb]]) -> raise exception in generator, |      return next yielded value or raise StopIteration. |   |  ---------------------------------------------------------------------- |  Data descriptors defined here: |   |  gi_code |   |  gi_frame |   |  gi_running |   |  gi_yieldfrom |      object being iterated by yield from, or None
 

6.Python迭代器

看到迭代器小明老高兴了,心想着一会写个C#版的觉得可以收获一大群眼球~

6.1.判断是否可迭代

在说迭代器前先说下可迭代(Iterable)():

在Python中,能通过for循环遍历的都是可以迭代的,比如 str、tuple、list、dict、set、生成器等等

也可以通过 isinstance(xxx,Iterable) 方法判断一下是否迭代:

In [92]:
from collections import Iterable
In [93]:
isinstance("mmd",Iterable)
Out[93]:
True
In [94]:
isinstance((1,2),Iterable)
Out[94]:
True
In [95]:
isinstance([],Iterable)
Out[95]:
True
In [96]:
isinstance({},Iterable)
Out[96]:
True
In [97]:
isinstance((x for x in range(10)),Iterable)
Out[97]:
True
In [98]:
isinstance(1,Iterable)
Out[98]:
False
 

6.2.判断是否是迭代器

迭代器是一定可以迭代的,怎么判断是迭代器呢?

可以使用next方法的或者通过isinstance(xxx,Iterator)

In [99]:
a=[1,2,3]next(a)
 
---------------------------------------------------------------------------TypeError                                 Traceback (most recent call last)
in
() 1 a=[1,2,3] 2 ----> 3next(a)TypeError: 'list' object is not an iterator
In [100]:
from collections import Iterator
In [101]:
isinstance([],Iterator)
Out[101]:
False
In [102]:
isinstance((x for x in range(10)),Iterator)
Out[102]:
True
 

6.3.IterableIterator

生成器都是Iterator对象,但list、dict、str虽然是Iterable,却不是Iterator

list、dict、strIterable变成Iterator可以使用iter()函数:

In [103]:
iter(a)
Out[103]:
In [104]:
isinstance(iter([]),Iterator)
Out[104]:
True
In [105]:
isinstance(iter({}),Iterator)
Out[105]:
True
 

Python的Iterator对象表示的是一个数据流,Iterator对象可以被next()or__next__()函数调用并不断返回下一个数据,直到没有数据时抛出StopIteration错误

可以把这个数据流看做是一个有序序列,但我们却不能提前知道序列的长度,只能不断通过next函数实现按需计算下一个数据,所以Iterator的计算是惰性的,只有在需要返回下一个数据时它才会计算。

Iterator甚至可以表示一个无限大的数据流,而list等则不行

小明总结了一下老师讲解的知识点:

  1. 可以for循环的对象都是Iterable类型

  2. 可以使用next()or__next__()函数的对象都是Iterator类型

  3. 集合数据类型如list、dict、str等是Iterable,可以通过iter()函数获得一个Iterator对象

 

7.CSharp迭代器

乘着下课的时间,小明跑到黑板前,心想:“又到了C#的时候了,看我来收播一大群眼球~”,然后开始了他的个人秀:

其实迭代器(iterator就是为了更简单的创建枚举器(enumerator)和可枚举类型(enumerator type)的方式

7.1.IEnumeratorIEnumerable

通俗话讲:

能不能foreach就看你遍历对象有没有实现IEnumerable,就说明你是不是一个可枚举类型enumerator type

public interface IEnumerable{
IEnumerator GetEnumerator();}

是不是个枚举器(enumerator)就看你实现了IEnumerator接口没

public interface IEnumerator{
object Current {
get; } bool MoveNext(); void Reset();}

最明显的区别:它们两个遍历方式不一样

// 枚举器遍历var tmp = FibonaByIEnumerator(30);while (tmp.MoveNext()){
Console.WriteLine(tmp.Current);}// 可枚举类型遍历foreach (var item in FibonaByIEnumerable(30)){
Console.WriteLine(item);}

这个我们在2年前就说过,这边简单提一下()()

MyEnumerator文件:

public class MyEnumerator : IEnumerator{
/// /// 需要遍历的数组 /// private string[] array; /// /// 有效数的个数 /// private int count; public MyEnumerator(string[] array, int count) {
this.array = array; this.count = count; } /// /// 当前索引(线moveNext再获取index,用-1更妥) /// private int index = -1; public object Current {
get {
return array[index]; } } /// /// 移位 /// ///
public bool MoveNext() {
if (++index < count) {
return true; } return false; } /// /// 重置 /// public void Reset() {
index = -1; }}

MyArray.cs文件

public partial class MyArray{
/// /// 数组容量 /// private string[] array = new string[4]; /// /// 数组元素个数 /// private int count = 0; /// /// 当前数组的长度 /// public int Length {
get {
return count; } } /// /// 添加元素 /// /// ///
public MyArray Add(string str) {
//要溢出的时候扩容 if (count == array.Length) {
string[] newArray = new string[2 * array.Length]; array.CopyTo(newArray, 0); array = newArray;//array重新指向 } array[count++] = str; return this; } /// /// 移除某一项 /// /// ///
public MyArray RemoveAt(int i) {
for (int j = i; j < count - 1; j++) {
array[j] = array[j + 1]; } count--;//少了一个元素所以-- return this; } /// /// 索引器 /// /// ///
public string this[int index] {
get {
return array[index]; } set {
array[index] = value; } }}

MyArrayExt.cs文件:

public partial class MyArray: IEnumerable{
/// /// 枚举器方法 /// ///
public IEnumerator GetEnumerator() {
return new MyEnumerator(this.array, this.count); }}

调用:

static void Main(string[] args){
MyArray array = new MyArray(); array.Add("~").Add("这").Add("是").Add("一").Add("个").Add("测").Add("试").Add("。").RemoveAt(0).RemoveAt(3).RemoveAt(6); for (int i = 0; i < array.Length; i++) {
Console.Write(array[i]); } Console.WriteLine(); foreach (var item in array) {
Console.Write(item); }}

结果:

这是一测试这是一测试
 

7.2.yield方式

小明看着班里女生羡慕的眼神,得意的强调道:

注意一下,C#是用yield return xxx,Python是用yield xxx关键字

还记得开头说的那句话吗?()

其实迭代器(iterator)就是为了更简单的创建枚举器(enumerator)和可枚举类型(enumerator type)的方式

如果枚举器和可枚举类型还是不理解()就懂了:(从遍历方式就看出区别了)

定义一个斐波拉契函数,返回可枚举类型

/// /// 返回一个可枚举类型/// public static IEnumerable
FibonaByIEnumerable(int n){
int a = 0; int b = 1; for (int i = 0; i < n; i++) {
yield return b; (a, b) = (b, a + b); }}

调用:

foreach (var item in FibonaByIEnumerable(30)){
Console.WriteLine(item);}

定义一个斐波拉契函数,返回一个枚举器

/// /// 返回一个枚举器/// public static IEnumerator
FibonaByIEnumerator(int n){
int a = 0; int b = 1; for (int i = 0; i < n; i++) {
yield return b; (a, b) = (b, a + b); }}

调用一下:

var tmp = FibonaByIEnumerator(30);while (tmp.MoveNext()){
Console.WriteLine(tmp.Current);}

利用yield轻轻松松就创建了枚举器和可枚举类型

以上面那个MyArray的案例来说,有了yield我们代码量大大简化:()

MyArray.cs

public partial class MyArray{
/// /// 数组容量 /// private string[] array = new string[4]; /// /// 数组元素个数 /// private int count = 0; /// /// 当前数组的长度 /// public int Length {
get {
return count; } } /// /// 添加元素 /// /// ///
public MyArray Add(string str) {
//要溢出的时候扩容 if (count == array.Length) {
string[] newArray = new string[2 * array.Length]; array.CopyTo(newArray, 0); array = newArray;//array重新指向 } array[count++] = str; return this; } /// /// 移除某一项 /// /// ///
public MyArray RemoveAt(int i) {
for (int j = i; j < count - 1; j++) {
array[j] = array[j + 1]; } array[count - 1] = string.Empty;//add 干掉移除的数组 count--;//少了一个元素所以-- return this; } /// /// 索引器 /// /// ///
public string this[int index] {
get {
return array[index]; } set {
array[index] = value; } }}

MyArrayExt.cs

public partial class MyArray : IEnumerable{
/// /// 枚举器方法 /// ///
public IEnumerator GetEnumerator() {
return MyEnumerator(); } /// /// 通过yield快速实现 /// ///
public IEnumerator
MyEnumerator() {
foreach (var item in this.array) {
yield return item; } }}

然后就行了,MyEnumerator都不用你实现了:

MyArray array = new MyArray();array.Add("~").Add("这").Add("是").Add("一").Add("个").Add("测").Add("试").Add("。").RemoveAt(0).RemoveAt(3).RemoveAt(6);for (int i = 0; i < array.Length; i++){
Console.Write(array[i]);}Console.WriteLine();foreach (var item in array){
Console.Write(item);}

结果:

这是一测试这是一测试

扩充一下:Python退出迭代器用yield return 或者 yield breakC#使用yield break来退出迭代

做个 测试下:

public static IEnumerable
GetValue(){
for (int i = 0; i < 5; i++) {
yield return i; if (i == 2) {
yield break; } }}

调用:

static void Main(string[] args){
foreach (var item in GetValue()) {
Console.WriteLine(item); }}

输出:

012
 

8.闭包

8.1.Python闭包

又到了上课时间,小明灰溜溜的跑回座位,听老师讲起了闭包的知识:

函数方面还有不懂的可以看之前讲的文档:

函数除了可以外,还可以把函数作为结果值返回(有点类似于C++里面的函数指针了)

来看一个可变参数求和的例子:

In [1]:
def slow_sum(*args):    def get_sum():        sum = 0        for i in args:            sum += i        return sum    return get_sum  # 返回函数引用地址(不加括号)a = slow_sum(1, 2, 3, 4, 5)# 返回get_sum函数的引用print(a)# 看看引用地址print(a())# a() 这时候才是调用get_sum()函数
 
.get_sum at 0x7f57783b6268>15
 

其实上面一个案例就是闭包(Closure)了,来个定义:

在函数内部再定义一个函数,并且这个函数用到了外边函数的变量(参数或者局部变量),那么将这个函数以及用到的一些变量称之为闭包

通俗点说就是:内部函数使用了外部函数作用域里的变量了,那这个内部函数和它用到的变量就是个闭包

注意:当我们调用slow_sum()时,每次调用都会返回一个新的函数(相同的参数也一样)

In [2]:
a = slow_sum(1, 2, 3, 4)b = slow_sum(1, 2, 3, 4)a is b# a()和b()的调用结果互不影响
Out[2]:
False
 

由于闭包引用了外部函数的局部变量,则外部函数的局部变量没有及时释放,所以也容易消耗内存

so ==> 除非你真正需要它,否则不要使用闭包

返回函数尽量不要引用任何循环变量,或者后续会发生变化的变量(容易出错)

看着小明一脸懵圈的样子,老师说道:

新讲的知识点一般都不太容易快速消化,我们再来看个闭包的好处就理解了:

比如现在我们要根据公式来求解,以y=ax+b为例,传统方法解决:

In [3]:
# 定义一个y=ax+b的函数公式def get_value(a, b, x):    return a * x + b
In [4]:
# 每次调用都得传 a,bprint(get_value(2, 1, 1))print(get_value(2, 1, 2))print(get_value(2, 1, 3))print(get_value(2, 1, 4))
 
3579
 

每次调用都得额外传a、b的值

就算使用偏函数来简化也不合适(毕竟已经是一个新的函数了):

In [5]:
from functools import partialnew_get_value = partial(get_value, 2, 1)print(new_get_value(1))print(new_get_value(2))print(new_get_value(3))print(new_get_value(4))print(new_get_value(5))
 
357911
 

简单总结functools.partial的作用就是:

把一个函数的某些参数设置默认值,返回一个新的函数,然后调用新函数就免得你再输入重复参数了

而这时候使用闭包就比较合适了,而且真的是封装了一个通用公式了

a,b的值你可以任意变来生成新的公式,而且公式之间还不干扰,以 y=ax²+bx+c为例:

In [6]:
def quadratic_func(a, b, c):    """y=ax²+bx+c"""    def get_value(x):        return a * x * x + b * x + c    return get_value
In [7]:
# 来个简单的:x^2+1f1 = quadratic_func(1, 0, 1)print(f1(0))print(f1(1))print(f1(2))print(f1(3))print(f1(4))print(f1(5))
 
125101726
In [8]:
# 可能不太形象,我们画个图看看:import matplotlib.pyplot as plt # 导入matplotlib的pyplot模块
In [9]:
# 生成x和y的值x_list = list(range(-10, 11))y_list = [x * x + 1 for x in x_list]print(x_list)print(y_list)# 画图plt.plot(x_list, y_list)# 显示图片plt.show()
 
[-10, -9, -8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10][101, 82, 65, 50, 37, 26, 17, 10, 5, 2, 1, 2, 5, 10, 17, 26, 37, 50, 65, 82, 101]
 
In [10]:
# 再来个简单的:x^2-1f2 = quadratic_func(1, 0, -1) # 相互之间不干扰print(f2(0))print(f2(1))print(f2(2))print(f2(3))print(f2(4))print(f2(5))
 
-10381524
 

8.2.CSharp闭包

听完闭包老师就下课了,说什么明天接着闭包讲啥装饰器的。

小明一愣一愣的,然后就屁颠的跑黑板前讲起了C#版本的闭包:

先看看怎么定义一个闭包,和Python一样,用个求和函数举例:(返回一个匿名函数

// 有返回值就用Func,没有就用Actionpublic static Func
SlowSum(params int[] args){
return () => {
int sum = 0; foreach (var item in args) {
sum += item; } return sum; };}

调用:

static void Main(string[] args){
var f1 = SlowSum(1, 2, 3, 4, 5); Console.WriteLine(f1); Console.WriteLine(f1());}

结果:(从结果可以看到,f1是一个函数,等你调用f1()才会求和)

System.Func`1[System.Int32]15

接着讲 ~ 以上面的 y=ax²+bx+c为例,C#实现:

// 以上面的 y=ax²+bx+c 为例,C#实现:public static Func
QuadraticFunc(double a, double b, double c){
return x => a * x * x + b * x + c; // 返回一个匿名函数}

调用:

static void Main(string[] args){
var func = QuadraticFunc(1, 0, 1); Console.WriteLine(func(0)); Console.WriteLine(func(1)); Console.WriteLine(func(2)); Console.WriteLine(func(3)); Console.WriteLine(func(4)); Console.WriteLine(func(5));}

结果:

125101726

Func<double,double>不理解就看看定义就懂了:public delegate TResult Func<in T, out TResult>(T arg);

这部分不是很难,简单提一下知识点即可。如果你想深究可以==> ( )

在收获满满一箩筐眼球后,小明拍拍屁股去了新开的饭店大吃一顿了...


写在最后:还有一些内容没写,估计过几天又有一篇叫 “基础拓展” 的文章了,为啥不一起写完呢?

其实逆天也想写完,真写完文章又被叫做长篇大论一百页了 #^_^# 行了,听取大家意见,不写那么长的文章,下次见~

转载于:https://www.cnblogs.com/dunitian/p/9278580.html

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