我需要一个滚动窗口(又名滑动窗口)可迭代的序列/迭代器/生成器。(默认的Python迭代可以被认为是一种特殊情况,其中窗口长度为1。)我目前正在使用以下代码。我怎样才能做得更优雅和/或更有效?

def rolling_window(seq, window_size):
    it = iter(seq)
    win = [it.next() for cnt in xrange(window_size)] # First window
    yield win
    for e in it: # Subsequent windows
        win[:-1] = win[1:]
        win[-1] = e
        yield win

if __name__=="__main__":
    for w in rolling_window(xrange(6), 3):
        print w

"""Example output:   
   [0, 1, 2]
   [1, 2, 3]
   [2, 3, 4]
   [3, 4, 5]
"""

对于window_size == 2的特定情况(即,在序列中迭代相邻的重叠对),请参见如何从列表中迭代重叠(当前,下一个)值对?


当前回答

这里是一个泛化,增加了对step, fillvalue参数的支持:

from collections import deque
from itertools import islice

def sliding_window(iterable, size=2, step=1, fillvalue=None):
    if size < 0 or step < 1:
        raise ValueError
    it = iter(iterable)
    q = deque(islice(it, size), maxlen=size)
    if not q:
        return  # empty iterable or size == 0
    q.extend(fillvalue for _ in range(size - len(q)))  # pad to size
    while True:
        yield iter(q)  # iter() to avoid accidental outside modifications
        try:
            q.append(next(it))
        except StopIteration: # Python 3.5 pep 479 support
            return
        q.extend(next(it, fillvalue) for _ in range(step - 1))

它每次产生块大小的项目,每次迭代滚动步骤位置,在必要时用fillvalue填充每个块。示例:size=4, step=3, fillvalue='*':

 [a b c d]e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z
  a b c[d e f g]h i j k l m n o p q r s t u v w x y z
  a b c d e f[g h i j]k l m n o p q r s t u v w x y z
  a b c d e f g h i[j k l m]n o p q r s t u v w x y z
  a b c d e f g h i j k l[m n o p]q r s t u v w x y z
  a b c d e f g h i j k l m n o[p q r s]t u v w x y z
  a b c d e f g h i j k l m n o p q r[s t u v]w x y z
  a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u[v w x y]z
  a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x[y z * *]

有关step参数的用例示例,请参见用python有效地处理大型.txt文件。

其他回答

我最终使用的解决方案(保持简单):

def sliding_window(items, size):
    return [items[start:end] for start, end
            in zip(range(0, len(items) - size + 1), range(size, len(items) + 1))]

不用说,项目序列需要是可切片的。使用索引并不理想,但考虑到其他选项,这似乎是最不坏的选择……这也可以很容易地更改为生成器:只需替换[…]和……

有一个库可以完全满足你的需要:

import more_itertools
list(more_itertools.windowed([1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15],n=3, step=3))

Out: [(1, 2, 3), (4, 5, 6), (7, 8, 9), (10, 11, 12), (13, 14, 15)]
def rolling_window(list, degree):
    for i in range(len(list)-degree+1):
        yield [list[i+o] for o in range(degree)]

这是一个滚动平均函数

在旧版本的Python文档中有一个itertools示例:

from itertools import islice

def window(seq, n=2):
    "Returns a sliding window (of width n) over data from the iterable"
    "   s -> (s0,s1,...s[n-1]), (s1,s2,...,sn), ...                   "
    it = iter(seq)
    result = tuple(islice(it, n))
    if len(result) == n:
        yield result
    for elem in it:
        result = result[1:] + (elem,)
        yield result

文档中的那个更简洁一点,我想它使用了itertools来达到更好的效果。


如果你的迭代器是一个简单的列表/元组,用指定的窗口大小滑动它的简单方法是:

seq = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
window_size = 3

for i in range(len(seq) - window_size + 1):
    print(seq[i: i + window_size])

输出:

[0, 1, 2]
[1, 2, 3]
[2, 3, 4]
[3, 4, 5]

为什么不

def pairwise(iterable):
    "s -> (s0,s1), (s1,s2), (s2, s3), ..."
    a, b = tee(iterable)
    next(b, None)
    return zip(a, b)

它被记录在Python文档中。 您可以轻松地将其扩展到更宽的窗口。