Hogyan készítsünk olyan iterátort, amely iterálható objektumok elemeit váltakozva összefésülve szolgáltatja?

A feladat tehát az, hogy ha van pl. három karakterláncunk ‘ABC’, ‘DEF’, ‘GHI’, akkor az iterátorból a következő sorozat legyen kinyerhető: ‘A’, ‘D’, ‘G’, ‘B’, ‘E’, ‘H’, ‘C’, ‘F’, ‘I’.

A feladat több módon is megoldható. Ezekben a közös elv, hogy először is előállítjuk az iterálható objektumok iterátorait az iter() beépített függvénnyel, hogy utána ezekből tudjuk egyenként kikérni az értékeiket. Az így kapott iterátorokat eltároljuk olyan sorrendben, ahogy a bemenő sorozatok vannak, hogy sorban egymás után periodikusan fel tudjuk őket kínálni a váltakozó elemkikéréshez. Létrehozzuk a ciklikus elemkinyerés és értékvisszaadás szerkezetét. A megvalósítási módok valójában ez utóbbi részben térnek el.

Az alábbiakban néhány lehetséges implementációt mutatunk, amelyekhez fűzött kommentek segítik a megértést. Az első egy iterátorosztályt definiál, a következő kettő egy-egy generátorfüggvényt, és végül az utolsó egy olyan függvényt, amely egy iterátorral tér vissza. Látható, hogy ez utóbbi a legegyszerűbb szerkezetű megvalósítás.


from itertools import count

class ElementInterleavingIterator:
    """A példány olyan iterátor, amely a megadott iterálható objektumok elemeit
     felváltva, sorban egymás után szolgáltatja.
     Pl. 'ABC', 'DEF' -> 'A','D','B','E','C','F'
     """

    def __init__(self, *iterable_objects):
        # Előállítjuk és eltároljuk az iterálható objektumok iterátorait.
        self.iterators = [iter(x) for x in iterable_objects]
        # Eltároljuk az iterálható objektumok számát.
        self.n = len(iterable_objects)
        # Létrehozunk egy 0 kezdőértékű és 1 növekményű számlálóobjektumot, amely
        # folyamatosan szolgáltat egész számokat.
        self.counter = count()

    def __next__(self):
        # Indexek periódikus előállítása moduló osztással a számlálóobjektum és
        # az iterators száma alapján.
        i = next(self.counter) % self.n
        # Kikérjük az aktuális indexű iterátorból a következő elemet.
        return next(self.iterators[i])

    def __iter__(self):
        return self

# TESZT
print(''.join(ElementInterleavingIterator('ph', 'yo', 'tn')))  # Eredmény: python

from itertools import count

class ElementInterleavingIterator:

"""A példány olyan iterátor, amely a megadott iterálható objektumok elemeit

felváltva, sorban egymás után szolgáltatja.

Pl. 'ABC', 'DEF' -> 'A','D','B','E','C','F'

"""

def __init__(self, *iterable_objects):

# Előállítjuk és eltároljuk az iterálható objektumok iterátorait.

self.iterators = [iter(x) for x in iterable_objects]

# Eltároljuk az iterálható objektumok számát.

self.n = len(iterable_objects)

# Létrehozunk egy 0 kezdőértékű és 1 növekményű számlálóobjektumot, amely

# folyamatosan szolgáltat egész számokat.

self.counter = count()

def __next__(self):

# Indexek periódikus előállítása moduló osztással a számlálóobjektum és

# az iterators száma alapján.

i = next(self.counter) % self.n

# Kikérjük az aktuális indexű iterátorból a következő elemet.

return next(self.iterators[i])

def __iter__(self):

return self

# TESZT

print(''.join(ElementInterleavingIterator('ph', 'yo', 'tn'))) # Eredmény: python


from itertools import count, cycle

def interleaver_gen1(*iterable_objects):
    iterators = [iter(x) for x in iterable_objects]
    n = len(iterable_objects)
    counter = count()
    while True:
        try:
            # Addig szolgáltatjuk ki az elemeket, amíg az egyik iterátor ki nem merül.
            # Ekkor kilépünk a ciklusból.
            yield next(iterators[next(counter) % n])
        except StopIteration:
            break

def interleaver_gen2(*iterable_objects):
    iterators = [iter(x) for x in iterable_objects]
    n = len(iterable_objects)
    while True:
        for itr in iterators:
            try:
                yield next(itr)
            # Ha ez egyik iterátor kimerül, kilépünk a függvényből és így mindkét
            # ciklusokból is.
            except StopIteration:
                return

def interleaver_fn(*iterable_objects):
    # Az iterálható objektumok sorozat minden egy elemének előállítjuk az iterátorát
    # egy sorozatban. Az iterátorsorozat ciklikusan ismétlődő sorozata aktuális
    # elemének (ami egy iterátor) kikérjük a soron következő értékét.
    return map(next, cycle(map(iter, iterable_objects)))


# TESZT
print(''.join(interleaver_gen1('iro', 'tár', 'et')))           # Eredmény: iterátor
print(''.join(interleaver_gen2('get', 'ero', 'nár')))          # Eredmény: generátor
print(''.join(interleaver_fn('itsd', 'to u', 'eoml', 'rlo')))  # Eredmény: itertools modul

from itertools import count, cycle

def interleaver_gen1(*iterable_objects):

iterators = [iter(x) for x in iterable_objects]

n = len(iterable_objects)

counter = count()

while True:

try:

# Addig szolgáltatjuk ki az elemeket, amíg az egyik iterátor ki nem merül.

# Ekkor kilépünk a ciklusból.

yield next(iterators[next(counter) % n])

except StopIteration:

break

def interleaver_gen2(*iterable_objects):

iterators = [iter(x) for x in iterable_objects]

n = len(iterable_objects)

while True:

for itr in iterators:

try:

yield next(itr)

# Ha ez egyik iterátor kimerül, kilépünk a függvényből és így mindkét

# ciklusokból is.

except StopIteration:

return

def interleaver_fn(*iterable_objects):

# Az iterálható objektumok sorozat minden egy elemének előállítjuk az iterátorát

# egy sorozatban. Az iterátorsorozat ciklikusan ismétlődő sorozata aktuális

# elemének (ami egy iterátor) kikérjük a soron következő értékét.

return map(next, cycle(map(iter, iterable_objects)))

# TESZT

print(''.join(interleaver_gen1('iro', 'tár', 'et'))) # Eredmény: iterátor

print(''.join(interleaver_gen2('get', 'ero', 'nár'))) # Eredmény: generátor

print(''.join(interleaver_fn('itsd', 'to u', 'eoml', 'rlo'))) # Eredmény: itertools modul

A változatok többségében a szabványos könyvtár itertools moduljának lehetőségeit használtuk ki. Általánosságban is igaz, hogy ha iterátorok előállítása a feladat, akkor érdemes az itertools modul kínálatát megvizsgálni, mert használatával jelentősen leegyszerűsödhet a megoldást nyújtó kód megírása.

A Python tudásépítés lépésről lépésre című e-könyvben az itertools modulról részletesen a „Speciális iterátorok” fejezetben olvashatunk számos példával segítve a megértést és használatot.

Hogyan készítsünk olyan iterátort, amely iterálható objektumok elemeit váltakozva összefésülve szolgáltatja?

Érdekel a Python tudásépítés lépésről lépésre az alapoktól az első asztali alkalmazásig című e-könyv.