別再寫嵌套 for 循環了！Python 自帶的 itertools，小白也能十分鐘學會
作者：Python小甲魚
其實Python早就自帶了一個“循環救星”——itertools模塊，不用裝，拿過來就能用，能把嵌套循環、手動排序、合并列表這些麻煩事，一行代碼搞定。
你是不是也寫過這樣的代碼？
- 想合并3個列表，手動寫list1 + list2 + list3，結果中間漏了一個；
- 想生成“顏色+尺寸”的所有搭配（紅S、紅M、藍S...），寫了兩層for循環，嵌套得像繞迷宮；
- 想給列表元素加序號，又要定義i=0，再寫i +=1，代碼又長又丑。
其實Python早就自帶了一個“循環救星”——itertools模塊，不用裝，拿過來就能用，能把嵌套循環、手動排序、合并列表這些麻煩事，一行代碼搞定。今天就用最白話的方式，帶小白和技術渣吃透它最常用的8個功能，學完就能用！
一、先搞懂：itertools是啥？為啥新手也該用它？
不用記復雜概念！記住3個關鍵點：
- 不用裝：是Python自帶的，Import就能用，不用pip install；
- 省內存：它不一次性把所有數據裝到內存里（比如生成100萬個數，不會占100萬個數的內存），用的時候才生成，跑大數據也不卡；
- 少寫循環：以前要寫3行嵌套for循環的事，用它一行就能搞定，代碼少了，bug也少了。
簡單說，itertools就是“幫你偷懶的工具”，專門解決“處理列表/序列”的麻煩事。
二、八個必學函數：從“麻煩循環”到“一行代碼”
每個函數都按“解決啥問題→代碼示例→結果解釋→小提醒”來講，新手跟著抄代碼就行。
1. count：給數據自動加序號（不用手動i+=1）
解決啥問題？
給列表元素加排名/序號，比如“1. Alice，2. Bob”，不用再寫i=1然后i +=1。
代碼示例：
import itertools # 先導入，這行必須有
# 要加序號的列表
names = ["Alice", "Bob", "Charlie"]
# 用count(1)：從1開始計數，配合zip把序號和名字綁一起
indexed_names = zip(itertools.count(1), names)
# 打印結果
for idx, name in indexed_names:
print(f"{idx}. {name}")結果：
1. Alice
2. Bob
3. Charlie小提醒：
- itertools.count(1)里的1是“起始數”，想從10開始就寫count(10)；
- 它會一直數下去，所以要配合zip（列表結束就停），別單獨用，不然會無限循環。
2. chain：合并多個列表（不用手動拼接）
解決啥問題？
想把3個、4個列表合并成1個，不用寫list1 + list2 + list3，尤其列表多的時候更方便。
代碼示例：
import itertools
# 3個要合并的列表（甚至可以是元組、字符串）
list1 = [1, 2, 3]
list2 = ["a", "b"]
list3 = (4, 5) # 元組也能合并
# 一行合并
combined = list(itertools.chain(list1, list2, list3))
print(combined)結果：
[1, 2, 3, 'a', 'b', 4, 5]小提醒：
- 比list1 + list2好在哪？如果列表很多（比如10個），chain不用寫一堆+，直接把所有列表放進去就行；
- 最后要轉成list()才能看到結果，不然是個迭代器（新手不用管迭代器，記住加list()就行）。
3. groupby：按規則分組（不用寫循環判斷）
解決啥問題？
把列表按某個規則分組，比如“按單詞長度分組”“按數字大小分組”，不用寫if-else循環。
代碼示例：按單詞長度分組
import itertools
# 要分組的單詞
words = ["cat", "dog", "elephant", "bird", "ant"]
# 第一步：先按長度排序！groupby只認連續的相同元素（重點坑?。?sorted_words = sorted(words, key=lambda x: len(x)) # 按長度排序
# 第二步：按長度分組
grouped = itertools.groupby(sorted_words, key=lambda x: len(x))
# 打印結果
for length, group in grouped:
print(f"長度{length}的單詞：{list(group)}")結果：
長度3的單詞：['cat', 'dog', 'ant']
長度4的單詞：['bird']
長度8的單詞：['elephant']小提醒：
- 新手必踩坑：groupby只會給“連續的相同元素”分組！如果不先排序（比如words沒排序），會把相同長度的單詞分成多組，一定要先sorted；
- key=lambda x: len(x)就是“按單詞長度當分組依據”，想按其他規則改這里就行（比如按首字母key=lambda x: x[0]）。
4. product：生成所有組合（代替嵌套for循環）
解決啥問題？
想生成“兩個列表所有可能的搭配”，比如“顏色（紅、藍）+尺寸（S、M）”，不用寫兩層for循環。
代碼示例：生成顏色+尺寸的所有搭配
import itertools
# 兩個要搭配的列表
colors = ["red", "blue"]
sizes = ["S", "M", "L"]
# 一行生成所有組合
all_combos = list(itertools.product(colors, sizes))
print(all_combos)結果：
[('red', 'S'), ('red', 'M'), ('red', 'L'), ('blue', 'S'), ('blue', 'M'), ('blue', 'L')]小提醒：
? 相當于“嵌套for循環”的簡化版，比如原來要寫：
for color in colors:
for size in sizes:
print((color, size))現在一行product就搞定；
? 想讓一個列表自搭配（比如0和1生成3位二進制），用repeat：itertools.product([0,1], repeat=3)，結果就是[(0,0,0), (0,0,1), ..., (1,1,1)]。
5. combinations：選“不重復的組合”（比如抽獎）
解決啥問題？
從列表里選幾個元素，不考慮順序，也不重復選（比如從5個人里選2個抽獎，AB和BA算一個）。
代碼示例：從4個人里選2個抽獎
import itertools
# 候選人
people = ["A", "B", "C", "D"]
# 選2個，不重復，不考慮順序
lottery = list(itertools.combinations(people, 2))
print(lottery)結果：
[('A', 'B'), ('A', 'C'), ('A', 'D'), ('B', 'C'), ('B', 'D'), ('C', 'D')]小提醒：
- 和product的區別：product考慮順序（AB和BA都有），combinations不考慮（只有AB）；
- 第二個參數2是“選幾個元素”，想選3個就寫3。
6. zip_longest：合并不同長度的列表（不會截斷）
解決啥問題？
用普通zip合并列表時，短的列表結束了就會截斷（比如[1,2]和[3,4,5]，zip會只合并到(2,4)），zip_longest能把短的補滿（比如補“N/A”）。
代碼示例：合并名字和分數（名字比分數多1個）
import itertools
names = ["Alice", "Bob", "Charlie"] # 3個名字
scores = [85, 92] # 2個分數，少1個
# 用fillvalue補缺失的分數
result = list(itertools.zip_longest(names, scores, fillvalue="沒分數"))
print(result)結果：
[('Alice', 85), ('Bob', 92), ('Charlie', '沒分數')]小提醒：
- fillvalue是“補什么值”，可以是數字、字符串，比如缺的分數補0就寫fillvalue=0；
- 普通zip會截斷，zip_longest會補滿，根據需求選。
7. islice：切片（比列表切片更靈活）
解決啥問題？
想從列表/迭代器里“取前N個”“跳過前幾個再取”，不用手動寫循環，尤其對不能直接切片的對象（比如生成器）更有用。
代碼示例：
import itertools
# 一個長列表（比如100個元素，這里用range模擬）
big_list = range(100)
# 1. 取前5個：islice(對象, 結束位置)
first5 = list(itertools.islice(big_list, 5))
print("前5個：", first5)
# 2. 跳過前3個，取接下來的4個：islice(對象, 起始, 結束)
skip3_take4 = list(itertools.islice(big_list, 3, 7))
print("跳過3取4個：", skip3_take4)
# 3. 每隔2個取一個（步長2）：islice(對象, 起始, 結束, 步長)
every2 = list(itertools.islice(big_list, 0, 10, 2))
print("每隔2個取一個：", every2)結果：
前5個： [0, 1, 2, 3, 4]
跳過3取4個： [3, 4, 5, 6]
每隔2個取一個： [0, 2, 4, 6, 8]小提醒：
- 和列表切片big_list[3:7]的區別：islice能處理不能切片的對象（比如itertools.count()生成的迭代器）；
- 不支持負索引（比如不能寫islice(big_list, -5)），新手記住用正整數就行。
8. accumulate：計算累積值（比如累加、累乘）
解決啥問題？
想算“累加和”“累乘積”“運行最大值”，不用寫循環手動加/乘。
代碼示例：
import itertools
import operator # 用來做累乘，新手不用管，導入就行
# 原始數據
data = [1, 2, 3, 4, 5]
# 1. 累加（默認就是加）
running_sum = list(itertools.accumulate(data))
print("累加和：", running_sum)
# 2. 累乘（用operator.mul當運算規則）
running_prod = list(itertools.accumulate(data, operator.mul))
print("累乘積：", running_prod)
# 3. 運行最大值（用max當規則）
prices = [3, 1, 4, 1, 5, 9]
running_max = list(itertools.accumulate(prices, max))
print("運行最大值：", running_max)結果：
累加和： [1, 3, 6, 10, 15] # 1→1+2=3→3+3=6→...
累乘積： [1, 2, 6, 24, 120] # 1→1×2=2→2×3=6→...
運行最大值： [3, 3, 4, 4, 5, 9] # 每次取當前最大的數小提醒：除了加、乘、max，還能自定義運算（比如每次加10），新手先掌握加、乘、max就行。
三、新手避坑指南（3個最容易錯的點）
- groupby必須先排序：再強調一次！groupby只給“連續的相同元素”分組，沒排序的話，相同規則的元素會被分成多組。比如words = ["cat", "elephant", "dog"]不排序，按長度分組會把“cat”和“dog”（都是3個字母）分成兩組，排序后才會放一起。
- 迭代器要轉成list才能看結果：itertools的函數返回的是“迭代器”（不是列表），所以要加list()才能打印出具體內容，比如list(itertools.chain(list1, list2))，不然打印的是<itertools.chain object at 0x0000...>，新手會以為出錯了。
- count和cycle別單獨用：count()會無限計數，cycle()會無限循環，單獨用會讓程序卡死，一定要配合zip或islice限制長度，比如zip(itertools.count(), names)（names結束就停）。
四、最后：新手怎么練？
- 抄代碼改參數：把上面的示例代碼抄到自己的Python里，改改參數（比如count從10開始，product加個新顏色），看結果怎么變；
- 改自己的舊代碼：找出以前寫過的嵌套for循環、手動合并列表的代碼，試著用itertools重寫，比如把“兩層for循環生成組合”改成product；
- 記常用場景：不用記所有函數，先記住“合并列表用chain”“生成組合用product”“分組用groupby”“加序號用count”，這些是新手最常用的。
itertools不是“高深技術”，而是幫新手偷懶的工具——代碼寫得少，bug就少，效率還高。
責任編輯：趙寧寧
來源：
Python小甲魚
