ZIP函数实用指南：PYTHON中如何快速并行处理多个列表？

摘要：本文介绍了Python中的Zip函数，以及如何使用Zip函数快速并行处理多个列表。同时，文章为读者提供了背景信息，引出读者的兴趣。

一、Zip函数基础

Zip函数是Python内置函数之一，这个函数可以接受任意数量的可迭代对象作为参数，将这些可迭代对象中对应的元素打包成一个个元组，然后返回由这些元组组成的列表。具体来说，Zip函数会以最短的可迭代对象长度为准进行打包操作。

Zip函数计算过程的伪代码如下：

for i in range(len(a)):

result[i] = (a[i], b[i], c[i]...)

其中，a, b, c, …都是可迭代的对象。

值得注意的是，Zip函数返回的是个内存地址，这个内存地址是一个迭代器对象，而不是列表，需要使用list将其转换为列表。

二、Zip函数的应用

1. 合并多个列表

最常见的使用场景就是将多个列表中的元素按位置进行合并，方便后续多个列表的操作。例如，将学生姓名、学号、成绩三个列表进行合并：

names = ['Tom', 'Jerry', 'Lisa']

numbers = [1, 2, 3]

grades = [80, 90, 95]

for name, number, grade in zip(names, numbers, grades):

print(name, number, grade)

这段代码将Zip函数返回的迭代器对象分别赋值给了name、number、grade三个变量，然后将其打印出来，输出结果如下：

Tom 1 80

Jerry 2 90

Lisa 3 95

这样就可以将不同的列表中的同一位置的元素对应起来，方便后续操作。

2. 列表解压缩

有时候我们需要对多个列表进行拆分，这个时候Zip函数也非常方便。可以使用zip(*iterable)将多个列表进行反向解压缩，具体如下：

names = ['Tom', 'Jerry', 'Lisa']

numbers = [1, 2, 3]

grades = [80, 90, 95]

zipped = zip(names, numbers, grades)

res_names, res_numbers, res_grades = zip(*zipped)

print(res_names, res_numbers, res_grades)

这段代码将之前的Zip函数返回的迭代器对象进行反向解压缩，得到了三个新的元组，并将这三个元组转换为了三个新的列表。输出结果如下：

('Tom', 'Jerry', 'Lisa') (1, 2, 3) (80, 90, 95)

3. 并行迭代

在需要进行多个列表的操作时，使用并行迭代可以极大的方便我们的操作。此时，可以直接使用Zip函数将多个列表进行打包操作。例如下面的例子中：

names = ['Tom', 'Jerry', 'Lisa']

numbers = [1, 2, 3]

grades = [80, 90, 95]

for name, number, grade in zip(names, numbers, grades):

print("{}'s number is {}, and his grade is {}".format(name, number, grade))

这段代码中，三个列表都被Zip函数进行了打包操作，我们可以直接使用for循环遍历其中的元素，然后进行相应的操作。输出结果如下：

Tom's number is 1, and his grade is 80

Jerry's number is 2, and his grade is 90

Lisa's number is 3, and his grade is 95

4. 处理不同长度的列表

Zip函数可以处理不同长度的列表，因为它会以最短的可迭代对象的长度为准进行打包操作。如果有需要，可以使用itertools.zip_longest函数代替Zip函数，来处理不同长度的列表。该函数可以指定额外元素的填充值，以填充不同长度的元组。具体代码如下所示：

from itertools import zip_longest

names = ['Tom', 'Jerry', 'Lisa']

grades = [80, 90]

numbers = [1, 2, 3]

zipped = zip_longest(names, numbers, grades, fillvalue="-")

for name, number, grade in zipped:

print("{}'s number is {}, and his grade is {}".format(name, number, grade))

这段代码使用的是itertools.zip_longest函数，可以处理不同长度的列表。如果不足处，会用指定的fillvalue进行填充。输出结果如下：

Tom's number is 1, and his grade is 80

Jerry's number is 2, and his grade is 90

Lisa's number is 3, and his grade is -

三、Zip函数的优点

Zip函数的一个优点在于代码简介，可读性高。使用Zip函数可以将多个列表以极为简便的方式打包起来，方便后续操作。Zip函数的另一个优点是充分利用了Python内置函数的性能优势，实现了高速迭代和求和等操作。此外，Zip函数还能够减少代码的运行时间和空间占用，为牺牲代码复杂性换来了更高的效率。

四、Zip函数的注意事项

尽管Zip函数是一个高效而易于使用的函数，但有些时候我们仍然需要注意一些细节。例如，如果Zip函数接受的可迭代对象长度不相等，程序会自动截掉较长的前缘。当列表长度不相等时，Zip函数会根据长度较小的列表进行操作，若想保留下溢出的部分，可使用itertools.zip_longest函数。此外，如果Zip函数所接受的参数列表为空，则会返回一个空列表。