itertools

itertools 提供一组惰性迭代器工具。它们按需产生数据，适合处理大序列和组合数据，避免不必要的中间列表。

无限迭代器

from itertools import count, cycle, repeat, islice

print(list(islice(count(10, 2), 4)))  # [10, 12, 14, 16]
print(list(islice(cycle("AB"), 5)))  # ['A', 'B', 'A', 'B', 'A']
print(list(repeat("ok", 3)))         # ['ok', 'ok', 'ok']

count、cycle 会无限运行，必须用 islice、takewhile 等设置边界。

链接、切片与分组

from itertools import chain, pairwise, takewhile, groupby

print(list(chain([1, 2], [3])))
print(list(pairwise("abcd")))  # [('a','b'), ('b','c'), ('c','d')]
print(list(takewhile(lambda n: n < 4, [1, 3, 5, 2])))

rows = sorted([("A", 1), ("B", 2), ("A", 3)])
for key, items in groupby(rows, key=lambda row: row[0]):
    print(key, list(items))

groupby 只合并相邻且键相同的元素，分组前通常要按同一键排序；分组迭代器不能脱离循环后再使用。

组合与笛卡尔积

from itertools import product, permutations, combinations

print(list(product("AB", repeat=2)))
print(list(permutations("ABC", 2)))
print(list(combinations("ABC", 2)))

组合结果数量可能呈指数增长。先估算规模，必要时使用生成器逐个消费，并通过条件过滤。

迭代器管道

from itertools import compress, filterfalse, starmap

values = [10, 20, 30]
print(list(compress(values, [True, False, True])))
print(list(filterfalse(lambda n: n % 2, range(6))))
print(list(starmap(pow, [(2, 3), (3, 2)])))

迭代器通常只能消费一次；需要多次遍历时显式转换为列表，或重新创建迭代器。itertools.batched() 在 Python 3.12+ 可将数据分批，旧版本可用切片循环实现。