Функция zip() в Python — как работает

В этом уроке вы узнаете, как использовать функцию Python zip() для выполнения параллельных итераций над несколькими итерируемыми объектами.

• Введение в функцию Python zip()
• Итерируемые объекты разных размеров
• Распаковка итерируемого объекта с помощью функции zip()

Введение в функцию Python zip()

Предположим, у вас есть два кортежа: names и ages.

• Кортеж names хранит список имен.
• Кортеж ages хранит список возрастов.

Чтобы сопоставить имена и возрасты из этих кортежей один за другим в последовательности, вы можете использовать функцию enumerate(). Например:

names =('John', 'Jane', 'Alice')
ages =(20, 22, 25)

for index, name in enumerate(names):
    print((name, ages[index]))

Выход:

('John', 20)
('Jane', 22)
('Alice', 25)

Итак, Джону 20, Джейн 22, а Элис 25.

Однако, все становится сложнее, если размеры кортежей имен и возрастов различаются. Вот почему в игру вступает функция zip().

Ниже показан синтаксис функции zip():

zip(*iterables, strict=False)

Функция zip() выполняет итерацию нескольких итерируемых объектов параллельно и возвращает кортежи, содержащие элементы из каждого итерируемого объекта. Другими словами, функция zip() возвращает итератор кортежей, где i-й кортеж содержит i-й элемент из каждой входной итерируемой переменной.

В следующем примере показано, как использовать функцию zip() для перебора кортежей имен и возрастов:

names =('John', 'Jane', 'Alice')
ages =(20, 22, 25)

for employee in zip(names, ages):
    print(employee)

Выход:

('John', 20)
('Jane', 22)
('Alice', 25)

В этом примере zip() возвращает кортеж в каждой итерации и присваивает его переменной employee. Кортеж содержит i-е элементы — кортежи names и ages.

Функция zip() возвращает объект zip, который является итератором:

names =('John', 'Jane', 'Alice')
ages =(20, 22, 25)

employees = zip(names, ages)

print(type(employees))  # 👉 <class 'zip'>

Zip() ленивый. Это означает, что Python не будет обрабатывать элементы, пока вы не выполните итерацию итерируемого. Для итерации итерируемого вы можете использовать:

• Цикл for
• Вызов функции next()
• Упаковка в list()

Например:

names =('John', 'Jane', 'Alice')
ages =(20, 22, 25)

employees = zip(names, ages)
employee_list = list(employees)

print(employee_list)  # 👉 [('John', 20),('Jane', 22),('Alice', 25)]

Итерируемые объекты разных размеров

Итерации, переданные в функцию zip(), могут иметь разные размеры. У zip() есть три разные стратегии для решения этой проблемы.

По умолчанию метод zip() остановится, когда завершит итерацию самого короткого итерируемого объекта. Он проигнорирует оставшиеся элементы в более длинных итерируемых объектах. Например:

names =('John', 'Jane', 'Alice', 'Peter')
ages =(20, 22, 25)

for name, age in zip(names, ages):
    print(name, age)

Выход:

John 20
Jane 22
Alice 25

В этом примере функция zip() выполняет три итерации на основе наименьшего размера имен и возрастов.

Если вы хотите гарантировать, что итерируемые объекты должны иметь одинаковые размеры, вы можете использовать опцию strict=True. В этом случае, если размеры итерируемых объектов различаются, zip() вызовет ValueError.

Обратите внимание, что аргумент strict доступен с версии Python 3.10.

Например, следующий код вызовет исключение ValueError, поскольку размеры итерируемых объектов различны:

names =('John', 'Jane', 'Alice', 'Peter')
ages =(20, 22, 25)

for name, age in zip(names, ages, strict=True):  # ValueError 🛑
    print(name, age)

Выход:

ValueError: zip() argument 2 is shorter than argument 1

Если итерируемые объекты имеют неравномерный размер и вы хотите заполнить отсутствующие значения с помощью fillvalue, вы можете использовать функцию zip_longest() из модуля itertools:

itertools.zip_longest(*iterables, fillvalue=None)

По умолчанию fillvalue — None. Например:

from itertools import zip_longest

names =('John', 'Jane', 'Alice', 'Peter')
ages =(20, 22, 25)

for name, age in zip_longest(names, ages):
    print(name, age)

Выход:

John 20
Jane 22
Alice 25
Peter None

Распаковка итерируемого объекта с помощью функции zip()

Распаковка отменяет сжатие, преобразуя сжатые значения обратно в индивидуальные значения. Для распаковки используется функция zip() с оператором распаковки(*). Например:

employees =(('John', 20),('Jane', 22),('Alice', 25))
names, ages = zip(*employees)

print(names)
print(ages)

Выход:

('John', 'Jane', 'Alice') 
(20, 22, 25)

В этом примере у нас есть кортеж, где каждый элемент содержит имя и возраст. Функция zip() распаковывает кортеж, чтобы создать два разных кортежа (имена и возраст).