Python 怎么用 itertools 批量处理和组合迭代数据？

Question

仓乃文 · Accepted Answer

处理排列组合、分块、链式迭代等需求时，手写多层循环既冗长又容易出错。itertools 提供高效的迭代器工具，用 C 实现性能极佳，一行代码替代多层嵌套循环，是数据处理的瑞士军刀。

排列组合：
```python
from itertools import combinations, permutations, product

# 组合：从 4 个元素中选 2 个
list(combinations([1, 2, 3, 4], 2))
# [(1,2), (1,3), (1,4), (2,3), (2,4), (3,4)]

# 排列：考虑顺序
list(permutations([1, 2, 3], 2))
# [(1,2), (1,3), (2,1), (2,3), (3,1), (3,2)]

# 笛卡尔积
list(product(["A", "B"], [1, 2]))
# [("A",1), ("A",2), ("B",1), ("B",2)]
```

链式和分块：
```python
from itertools import chain, batched

# 链式拼接多个可迭代对象
list(chain([1, 2], [3, 4], [5]))
# [1, 2, 3, 4, 5]

# 分块（Python 3.12+）
list(batched(range(10), 3))
# [(0,1,2), (3,4,5), (6,7,8), (9,)]
```

分组和去重：
```python
from itertools import groupby

# 按条件分组（需先排序）
data = sorted([("A", 1), ("B", 2), ("A", 3)], key=lambda x: x[0])
for key, group in groupby(data, key=lambda x: x[0]):
    print(key, list(group))
# A [("A", 1), ("A", 3)]
# B [("B", 2)]
```

补充说明：
- itertools 返回迭代器，惰性计算，内存占用极小
- batched 是 Python 3.12 新增，旧版本可用 zip + iter 手动实现
- groupby 需要先排序，否则相同键可能被分到不同组
- chain.from_iterable 可以展平一层嵌套
- islice 可以对迭代器切片，避免转列表