優(yōu)化Python編程的4個妙招

1. Pandas.apply() – 特征工程瑰寶

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Pandas 庫已經(jīng)非常優(yōu)化了，但是大部分人都沒有發(fā)揮它的最大作用。想想它一般會用于數(shù)據(jù)科學(xué)項(xiàng)目中的哪些地方。一般首先能想到的就是特征工程，即用已有特征創(chuàng)造新特征。其中最高效的方法之一就是Pandas.apply()，即Pandas中的apply函數(shù)。

在Pandas.apply()中，可以傳遞用戶定義功能并將其應(yīng)用到Pandas Series的所有數(shù)據(jù)點(diǎn)中。這個函數(shù)是Pandas庫最好的擴(kuò)展功能之一，它能根據(jù)所需條件分隔數(shù)據(jù)。之后便能將其有效應(yīng)用到數(shù)據(jù)處理任務(wù)中。

2. Pandas.DataFrame.loc – Python數(shù)據(jù)操作絕妙技巧

所有和數(shù)據(jù)處理打交道的數(shù)據(jù)科學(xué)家(差不多所有人了!)都應(yīng)該學(xué)會這個方法。

很多時候，數(shù)據(jù)科學(xué)家需要根據(jù)一些條件更新數(shù)據(jù)集中某列的某些值。Pandas.DataFrame.loc就是此類問題最優(yōu)的解決方法。

3. Python函數(shù)向量化

另一種解決緩慢循環(huán)的方法就是將函數(shù)向量化。這意味著新建函數(shù)會應(yīng)用于輸入列表，并返回結(jié)果數(shù)組。在Python中使用向量化能至少迭代兩次，從而加速計算。

事實(shí)上，這樣不僅能加速代碼運(yùn)算，還能讓代碼更加簡潔清晰。

4. Python多重處理

多重處理能使系統(tǒng)同時支持一個以上的處理器。

此處將數(shù)據(jù)處理分成多個任務(wù)，讓它們各自獨(dú)立運(yùn)行。處理龐大的數(shù)據(jù)集時，即使是apply函數(shù)也顯得有些遲緩。

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python有多少內(nèi)置函數(shù)

Python內(nèi)置函數(shù)有很多，為大家推薦5個神仙級的內(nèi)置函數(shù)：

(1)Lambda函數(shù)

用于創(chuàng)建匿名函數(shù)，即沒有名稱的函數(shù)。它只是一個表達(dá)式，函數(shù)體比def簡單很多。當(dāng)我們需要創(chuàng)建一個函數(shù)來執(zhí)行單個操作并且可以在一行中編寫時，就可以用到匿名函數(shù)了。

Lamdba的主體是一個表達(dá)式，而不是一個代碼塊。僅僅能在lambda表達(dá)式中封裝有限的邏輯進(jìn)去。

利用Lamdba函數(shù)，往往可以將代碼簡化許多。

(2)Map函數(shù)

會將一個函數(shù)映射到一個輸入列表的所有元素上，比如我們先創(chuàng)建了一個函數(shù)來返回一個大寫的輸入單詞，然后將此函數(shù)應(yīng)有到列表colors中的所有元素。

我們還可以使用匿名函數(shù)lamdba來配合map函數(shù)，這樣可以更加精簡。

(3)Reduce函數(shù)

當(dāng)需要對一個列表進(jìn)行一些計算并返回結(jié)果時，reduce()是個非常有用的函數(shù)。舉個例子，當(dāng)需要計算一個整數(shù)列表所有元素的乘積時，即可使用reduce函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

它與函數(shù)的最大的區(qū)別就是，reduce()里的映射函數(shù)(function)接收兩個參數(shù)，而map接收一個參數(shù)。

(4)enumerate函數(shù)

用于將一個可遍歷的數(shù)據(jù)對象(如列表、元組或字符串)組合為一個索引序列，同時列出數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)下標(biāo)，一般用在for循環(huán)當(dāng)中。

它的兩個參數(shù)，一個是序列、迭代器或其他支持迭代對象;另一個是下標(biāo)起始位置，默認(rèn)情況從0開始，也可以自定義計數(shù)器的起始編號。

(5)Zip函數(shù)

用于將可迭代的對象作為參數(shù)，將對象中對應(yīng)的元素打包成一個個元組，然后返回由這些元組組成的列表

當(dāng)我們使用zip()函數(shù)時，如果各個迭代器的元素個數(shù)不一致，則返回列表長度與最短的對象相同。

Python的5種高級用法

Lambda 函數(shù)

Python 函數(shù)一般使用 def a_function_name() 樣式來定義，但是對于 lambda 函數(shù)來說，我們其實(shí)根本沒為它命名。這是因?yàn)?lambda 函數(shù)的功能是執(zhí)行某種簡單的表達(dá)式或運(yùn)算，而無需完全定義函數(shù)。

Map 函數(shù)

Map() 是一種內(nèi)置的 Python 函數(shù)，它可以將函數(shù)應(yīng)用于各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的元素，如列表或字典。對于這種運(yùn)算來說，這是一種非常干凈而且可讀的執(zhí)行方式。

Filter 函數(shù)

filter 內(nèi)置函數(shù)與 map 函數(shù)非常相似，它也將函數(shù)應(yīng)用于序列結(jié)構(gòu)(列表、元組、字典)。二者的關(guān)鍵區(qū)別在于 filter() 將只返回應(yīng)用函數(shù)返回 True 的元素。

Itertools 模塊

Python 的 Itertools 模塊是處理迭代器的工具集合。迭代器是一種可以在 for 循環(huán)語句(包括列表、元組和字典)中使用的數(shù)據(jù)類型。

使用 Itertools 模塊中的函數(shù)讓你可以執(zhí)行很多迭代器操作，這些操作通常需要多行函數(shù)和復(fù)雜的列表理解。

Generator 函數(shù)

其實(shí)，Generator函數(shù)是一個類似于迭代器的函數(shù)，就是它也可以用在 for 循環(huán)語句中。這大大簡化了你的代碼，而且相比簡單的 for 循環(huán)，它節(jié)省了很多內(nèi)存。

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Python中冷門但非常好用的內(nèi)置函數(shù)

Python中有許多內(nèi)置函數(shù),不像print、len那么廣為人知,但它們的功能卻異常強(qiáng)大,用好了可以大大提高代碼效率，同時提升代碼的簡潔度，增強(qiáng)可閱讀性

Counter

collections在python官方文檔中的解釋是High-performance container datatypes，直接的中文翻譯解釋高性能容量數(shù)據(jù)類型。這個模塊實(shí)現(xiàn)了特定目標(biāo)的容器，以提供Python標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)建容器 dict , list , set , 和 tuple 的替代選擇。在python3.10.1中它總共包含以下幾種數(shù)據(jù)類型：

容器名簡介

namedtuple() 創(chuàng)建命名元組子類的工廠函數(shù)

deque 類似列表(list)的容器，實(shí)現(xiàn)了在兩端快速添加(append)和彈出(pop)

ChainMap 類似字典(dict)的容器類，將多個映射集合到一個視圖里面

Counter 字典的子類，提供了可哈希對象的計數(shù)功能

OrderedDict 字典的子類，保存了他們被添加的順序

defaultdict 字典的子類，提供了一個工廠函數(shù)，為字典查詢提供一個默認(rèn)值

UserDict 封裝了字典對象，簡化了字典子類化

UserList 封裝了列表對象，簡化了列表子類化

UserString 封裝了字符串對象，簡化了字符串子類化

其中Counter中文意思是計數(shù)器，也就是我們常用于統(tǒng)計的一種數(shù)據(jù)類型，在使用Counter之后可以讓我們的代碼更加簡單易讀。Counter類繼承dict類，所以它能使用dict類里面的方法

舉例

#統(tǒng)計詞頻

fruits = ['apple', 'peach', 'apple', 'lemon', 'peach', 'peach']

result = {}

for fruit in fruits:

if not result.get(fruit):

result[fruit] = 1

else:

result[fruit] += 1

print(result)

#{'apple': 2, 'peach': 3, 'lemon': 1}下面我們看用Counter怎么實(shí)現(xiàn)：

from collections import Counter

fruits = ['apple', 'peach', 'apple', 'lemon', 'peach', 'peach']

c = Counter(fruits)

print(dict(c))

#{'apple': 2, 'peach': 3, 'lemon': 1}顯然代碼更加簡單了，也更容易閱讀和維護(hù)了。

elements()

返回一個迭代器，其中每個元素將重復(fù)出現(xiàn)計數(shù)值所指定次。元素會按首次出現(xiàn)的順序返回。如果一個元素的計數(shù)值小于1，elements()將會忽略它。

c = Counter(a=4, b=2, c=0, d=-2)

sorted(c.elements())

['a', 'a', 'a', 'a', 'b', 'b']most_common([n])

返回一個列表，其中包含n個最常見的元素及出現(xiàn)次數(shù)，按常見程度由高到低排序。如果n被省略或?yàn)镹one，most_common()將返回計數(shù)器中的所有元素。計數(shù)值相等的元素按首次出現(xiàn)的順序排序：

Counter('abracadabra').most_common(3)

[('a', 5), ('b', 2), ('r', 2)]這兩個方法是Counter中最常用的方法，其他方法可以參考 python3.10.1官方文檔

實(shí)戰(zhàn)

Leetcode 1002.查找共用字符

給你一個字符串?dāng)?shù)組words，請你找出所有在words的每個字符串中都出現(xiàn)的共用字符（包括重復(fù)字符），并以數(shù)組形式返回。你可以按任意順序返回答案。

輸入：words = ["bella", "label", "roller"]

輸出：["e", "l", "l"]

輸入：words = ["cool", "lock", "cook"]

輸出：["c", "o"]看到統(tǒng)計字符，典型的可以用Counter完美解決。這道題是找出字符串列表里面每個元素都包含的字符，首先可以用Counter計算出每個元素每個字符出現(xiàn)的次數(shù)，依次取交集最后得出所有元素共同存在的字符，然后利用elements輸出共用字符出現(xiàn)的次數(shù)

class Solution:

def commonChars(self, words: List[str]) - List[str]:

from collections import Counter

ans = Counter(words[0])

for i in words[1:]:

ans = Counter(i)

return list(ans.elements())提交一下，發(fā)現(xiàn)83個測試用例耗時48ms，速度還是不錯的

sorted

在處理數(shù)據(jù)過程中，我們經(jīng)常會用到排序操作，比如將列表、字典、元組里面的元素正/倒排序。這時候就需要用到sorted()，它可以對任何可迭代對象進(jìn)行排序，并返回列表

對列表升序操作：

a = sorted([2, 4, 3, 7, 1, 9])

print(a)

# 輸出：[1, 2, 3, 4, 7, 9]對元組倒序操作：

sorted((4,1,9,6),reverse=True)

print(a)

# 輸出：[9, 6, 4, 1]使用參數(shù)：key，根據(jù)自定義規(guī)則，按字符串長度來排序：

fruits = ['apple', 'watermelon', 'pear', 'banana']

a = sorted(fruits, key = lambda x : len(x))

print(a)

# 輸出：['pear', 'apple', 'banana', 'watermelon']all

all() 函數(shù)用于判斷給定的可迭代參數(shù)iterable中的所有元素是否都為 TRUE，如果是返回 True，否則返回 False。元素除了是 0、空、None、False外都算True。注意：空元組、空列表返回值為True。

all(['a', 'b', 'c', 'd']) # 列表list，元素都不為空或0

True

all(['a', 'b', '', 'd']) # 列表list，存在一個為空的元素

False

all([0, 1，2, 3]) # 列表list，存在一個為0的元素

False

all(('a', 'b', 'c', 'd')) # 元組tuple，元素都不為空或0

True

all(('a', 'b', '', 'd')) # 元組tuple，存在一個為空的元素

False

all((0, 1, 2, 3)) # 元組tuple，存在一個為0的元素

False

all([]) # 空列表

True

all(()) # 空元組

Trueany函數(shù)正好和all函數(shù)相反：判斷一個tuple或者list是否全為空，0，F(xiàn)alse。如果全為空，0，F(xiàn)alse，則返回False；如果不全為空，則返回True。

F-strings

在python3.6.2版本中，PEP 498提出一種新型字符串格式化機(jī)制，被稱為 “字符串插值” 或者更常見的一種稱呼是F-strings，F(xiàn)-strings提供了一種明確且方便的方式將python表達(dá)式嵌入到字符串中來進(jìn)行格式化：

s1='Hello'

s2='World'

print(f'{s1} {s2}!')

# Hello World!在F-strings中我們也可以執(zhí)行函數(shù)：

def power(x):

return x*x

x=4

print(f'{x} * {x} = {power(x)}')

# 4 * 4 = 16而且F-strings的運(yùn)行速度很快，比傳統(tǒng)的%-string和str.format()這兩種格式化方法都快得多，書寫起來也更加簡單。

本文主要講解了python幾種冷門但好用的函數(shù)，更多內(nèi)容以后會陸陸續(xù)續(xù)更新~