前言
这是“Python 工匠”系列的第 7 篇文章。（点击原文链接，可查看系列其余文章）
循环是一种罕用的程序控制构造。咱们常说，机器相比人类的最大长处之一，就是机器能够不眠不休的反复做某件事情，但人却不行。而“ 循环 ”，则是实现让机器一直反复工作的要害概念。
在循环语法方面，Python 体现的即传统又不传统。它尽管摈弃了常见的 for(init;condition;incrment) 三段式构造，但还是抉择了 for 和 while 这两个经典的关键字来表白循环。绝大多数状况下，咱们的循环需要都能够用 for<item>in<iterable> 来满足，while<condition> 相比之下用的则更少些。
尽管循环的语法很简略，然而要写好它确并不容易。在这篇文章里，咱们将探讨什么是“纯粹”的循环代码，以及如何编写它们。
什么是“纯粹”的循环？
“纯粹”这个词，通常被用来形容某人做某件事情时，十分合乎当地传统，做的十分好。打个比方，你去加入一个敌人团聚，同桌的有一位广东人，对方一闭口，句句都是规范京腔、完满儿化音。那你能够对她说：“您的北京话说的真纯粹”。
既然“纯粹”这个词形容的常常是口音、做菜的口味这类实实在在的货色，那“纯粹”的循环代码又是什么意思呢？让我拿一个经典的例子来解释一下。
如果你去问一位刚学习 Python 一个月的人：“如何在遍历一个列表的同时获取以后下标？”。他可能会交出这样的代码：
下面的循环尽管没错，但它确一点都不“纯粹”。一个领有三年 Python 开发教训的人会说，代码应该这么写：
enumerate() 是 Python 的一个内置函数，它接管一个“可迭代”对象作为参数，而后返回一个一直生成 (以后下标, 以后元素) 的新可迭代对象。这个场景应用它最适宜不过。
所以，在下面的例子里，咱们会认为第二段循环代码比第一段更“纯粹”。因为它用更直观的代码，更聪慧的实现了工作。
enumerate() 所代表的编程思路
不过，判断某段循环代码是否纯粹，并不仅仅是以晓得或不晓得某个内置办法作为规范。咱们能够从下面的例子挖掘出更深层的货色。
如你所见，Python 的 for 循环只有 for<item>in<iterable> 这一种构造，而构造里的前半部分 – 赋值给 item- 没有太多花色可玩。所以后半局部的 可迭代对象 是咱们惟一可能大做文章的货色。而以 enumerate() 函数为代表的“润饰函数”，刚好提供了一种思路：通过润饰可迭代对象来优化循环自身。
这就引出了我的第一个倡议。
倡议 1：应用函数润饰被迭代对象来优化循环
应用润饰函数解决可迭代对象，能够在各种方面影响循环代码。而要找到适合的例子来演示这个办法，并不必去太远，内置模块 itertools 就是一个绝佳的例子。
简略来说，itertools 是一个蕴含很多面向可迭代对象的工具函数集。我在之前的系列文章《容器的门道》里提到过它。
如果要学习 itertools，那么 Python 官网文档 是你的首选，外面有十分具体的模块相干材料。但在这篇文章里，侧重点将和官网文档稍有不同。我会通过一些常见的代码场景，来具体解释它是如何改善循环代码的。
1. 应用 product 扁平化多层嵌套循环
尽管咱们都晓得“扁平的代码比嵌套的好”。但有时针对某类需要，仿佛肯定得写多层嵌套循环才行。比方上面这段：
对于这种须要嵌套遍历多个对象的多层循环代码，咱们能够应用 product() 函数来优化它。product() 能够接管多个可迭代对象，而后依据它们的笛卡尔积一直生成后果。
相比之前的代码，应用 product() 的函数只用了一层 for 循环就实现了工作，代码变得更精炼了。
2. 应用 islice 实现循环内隔行解决
有一份蕴含 Reddit 帖子题目的内部数据文件，外面的内容格局是这样的：
可能是为了好看，在这份文件里的每两个题目之间，都有一个 “—” 分隔符。当初，咱们须要获取文件里所有的题目列表，所以在遍历文件内容的过程中，必须跳过这些无意义的分隔符。
参考之前对 enumerate() 函数的理解，咱们能够通过在循环内加一段基于以后循环序号的 if 判断来做到这一点：
但对于这类在循环内进行隔行解决的需要来说，如果应用 itertools 里的 islice() 函数润饰被循环对象，能够让循环体代码变得更简略间接。
islice(seq,start,end,step) 函数和数组切片操作（list[start:stop:step]）有着简直截然不同的参数。如果须要在循环外部进行隔行解决的话，只有设置第三个递提高长参数 step 值为 2 即可（默认为 1）。
3. 应用 takewhile 代替 break 语句
有时，咱们须要在每次循环开始时，判断循环是否须要提前结束。比方上面这样：
对于这类须要提前中断的循环，咱们能够应用 takewhile() 函数来简化它。takewhile(predicate,iterable) 会在迭代 iterable 的过程中一直应用以后对象作为参数调用 predicate 函数并测试返回后果，如果函数返回值为真，则生成以后对象，循环持续。否则立刻中断以后循环。
应用 takewhile 的代码样例：
itertools 外面还有一些其余有意思的工具函数，他们都能够用来和循环搭配应用，比方应用 chain 函数扁平化双层嵌套循环、应用 zip_longest 函数一次同时循环多个对象等等。
篇幅无限，我在这里不再一一介绍。如果有趣味，能够自行去官网文档具体理解。
4. 应用生成器编写本人的润饰函数
除了 itertools 提供的那些函数外，咱们还能够十分不便的应用生成器来定义本人的循环润饰函数。
让咱们拿一个简略的函数举例：
在下面的函数里，循环体内为了过滤掉所有奇数，引入了一条额定的 if 判断语句。如果要简化循环体内容，咱们能够定义一个生成器函数来专门进行偶数过滤：
将 numbers 变量应用 even_only 函数装璜后，sum_even_only_v2 函数外部便不必持续关注“偶数过滤”逻辑了，只须要简略实现求和即可。
Hint：当然，下面的这个函数其实并不实用。在事实世界里，这种简略需要最适宜间接用生成器 / 列表表达式搞定：sum(numfornuminnumbersifnum%2==0)
倡议 2：按职责拆解循环体内简单代码块
我始终感觉循环是一个比拟神奇的货色，每当你写下一个新的循环代码块，就如同开拓了一片黑魔法阵，阵内的所有内容都会开始无休止的反复执行。
但我同时发现，这片黑魔法阵除了能带来益处， 它还会诱惑你一直往阵内塞入越来越多的代码，包含过滤掉有效元素、预处理数据、打印日志等等。甚至一些本来不属于同一形象的内容，也会被塞入到同一片黑魔法阵内 。
你可能会感觉这所有天经地义，咱们就是迫切需要阵内的魔法成果。如果不把这一大堆逻辑塞满到循环体内，还能把它们放哪去呢？
让咱们来看看上面这个业务场景。在网站中，有一个每 30 天执行一次的周期脚本，它的工作是是查问过来 30 天内，在每周末特定时间段登录过的用户，而后为其发送处分积分。
代码如下：
下面这个函数次要由两层循环形成。外层循环的职责，次要是获取过来 30 天内符合要求的工夫，并将其转换为 UNIX 工夫戳。之后由内层循环应用这两个工夫戳进行积分发送。
如之前所说，外层循环所开拓的黑魔法阵内被塞的满满当当。但通过观察后，咱们能够发现 整个循环体其实是由两个齐全无关的工作形成的：“筛选日期与筹备工夫戳”以及“发送处分积分”。
简单循环体如何应答新需要
这样的代码有什么害处呢？让我来通知你。
某日，产品找过去说，有一些用户周末中午不睡觉，还在刷咱们的网站，咱们得给他们发告诉让他们当前早点睡觉。于是新需要呈现了：“给过来 30 天外在周末凌晨 3 点到 5 点登录过的用户发送一条告诉”。
新问题也随之而来。敏锐如你，必定一眼能够发现，这个新需要在用户筛选局部的要求，和之前的需要十分十分类似。然而，如果你再关上之前那团循环体看看，你会发现代码基本没法复用，因为在循环外部，不同的逻辑齐全被 耦合 在一起了。☹️
在计算机的世界里，咱们常常用 “耦合” 这个词来示意事物之间的关联关系。下面的例子中，“筛选工夫”和“发送积分”这两件事件身处同一个循环体内，建设了十分强的耦合关系。
为了更好的进行代码复用，咱们须要把函数里的“筛选工夫”局部从循环体中解耦进去。而咱们的老朋友，“生成器函数” 是进行这项工作的不二之选。
应用生成器函数解耦循环体
要把“筛选工夫”局部从循环内解耦进去，咱们须要定义新的生成器函数 gen_weekend_ts_ranges()，专门用来生成须要的 UNIX 工夫戳：
有了这个生成器函数后，旧需要“发送处分积分”和新需要“发送告诉”，就都能够在循环体内复用它来实现工作了：
总结
在这篇文章里，咱们首先简略解释了“纯粹”循环代码的定义。而后提出了第一个倡议：应用润饰函数来改善循环。之后我虚构了一个业务场景，形容了按职责拆解循环内代码的重要性。
一些要点总结：
- 应用函数润饰被循环对象自身，能够改善循环体内的代码
- itertools 外面有很多工具函数都能够用来改善循环
- 应用生成器函数能够轻松定义本人的润饰函数
- 循环外部，是一个极易产生“代码收缩”的场地
- 请应用生成器函数将循环内不同职责的代码块解耦进去，取得更好的灵活性
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附录
题图起源: Photo by Lai man nung on Unsplash
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