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前言

python 中有個內建函數為「zip」,
他能夠快速的幫助我們將「有順序的多組內容」完成「一一對應的打包」
學會 zip 在特定情況下可以省掉大量的程式撰寫時間,
如果是初學者的話,沒有學會 zip 也能用相對比較複雜的方法實現一樣的功能,
但學會後也能體會到 zip 存在的便利。

比較 & 範例程式碼

zip 基本用法,將每一個元素依照位置一個個拉出來對齊

以下面例子而言,我們宣告 3 個 list a, b, c,
我們如果使用 zip,
就會將 a,b,c 依照順序抽出來,
從第一組 (1, 4, 7) -> (2, 5, 8) -> (3, 6, 9)

範例程式碼 – zip 基本用法

a = [1,2,3]
b = [4,5,6]
c = [7,8,9]

print(zip(a,b,c)) # <zip object at 記憶體位置>
print(list(zip(a,b,c))) # [(1, 4, 7), (2, 5, 8), (3, 6, 9)]

詳細說明 – zip 基本用法

python3 之後,zip 的結果會成為一個 object,
如下我們印出「print(zip(a,b,c)) 」

<zip object at 記憶體位置>

我們經常需要搭配「list」才能夠得到我們可以使用的結果,
如下我們印出「print(list(zip(a,b,c))) 」

[(1, 4, 7), (2, 5, 8), (3, 6, 9)]

zip 搭配矩陣用法

  • 我們先宣告一個矩陣
matrix = [
    [1,2,3],
    [4,5,6],
    [7,8,9]
] 

# matrix[::] = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
print(f"{matrix[::] = }") 

zip 搭配矩陣用法,將每一個元素依照位置一個個拉出來對齊

(1) 藉由「matrix[::]」我們可以將矩陣元素一個個拉出來,
例如:「
matrix[::] = [1, 2, 3] [4, 5, 6] [7, 8, 9]」

(2) 由 zip 將所有的元素「一個一個照順序」對應組在一起,
(1, 4, 7) -> (2, 5, 8) -> (3, 6, 9),
所有我們就能有一個全新的組合!

(3) 但是我們還需要靠 list 才能夠將 zip 的結果顯示成我們看得懂的樣子,
最後我們得到 list(zip(*matrix[::])) = [(1, 4, 7), (2, 5, 8), (3, 6, 9)]

# *matrix[::] = [1, 2, 3] [4, 5, 6] [7, 8, 9],
print(*matrix[::]) 

# list(zip(*matrix[::])) = [(1, 4, 7), (2, 5, 8), (3, 6, 9)] 
print(f"{list(zip(*matrix[::])) = }") 

【極為實用】zip = 轉置矩陣應用,用 zip 快速實作轉置矩陣

基本上這點就是 zip 最實用的功能!透過 zip 作轉置矩陣就是個「秒殺等級」的事情!

範例與 (2) 相同,注意橫列 [1,2,3] 被換成了直行 (1, 4, 7),

範例程式碼 – 使用 zip,做「轉置矩陣」

matrix = [
    [1,2,3],
    [4,5,6],
    [7,8,9]
] 

# *matrix[::] = [1, 2, 3] [4, 5, 6] [7, 8, 9],
print(*matrix[::]) 

# list(zip(*matrix[::])) = [(1, 4, 7), (2, 5, 8), (3, 6, 9)] 
print(f"{list(zip(*matrix[::])) = }") 

範例程式碼 – 如果不使用 zip,要「轉置矩陣」我們可能就需要這麼做

import copy

matrix = [
    [1,2,3],
    [4,5,6],
    [7,8,9]
] 
new_matrix = copy.deepcopy(matrix) # 複製一樣的大小,內容一樣沒關係,等等就換掉了 
# (需要使用deepcopy,不然值被改掉後,我們會去取到錯誤被改過的值。)

for y_idx in range(len(matrix)):
    for x_idx in range(len(matrix[0])):
        new_matrix[x_idx][y_idx] = matrix[y_idx][x_idx] 


print(new_matrix)

補充 – 矩陣旋轉 90 度 (也是 leetcode 第 48 題)

然後我們先進行上下交換,透過 zip 進行轉置,
可以快速又炫的解完矩陣 「旋轉 90 度」 這個難題。

(或者也可以用先透過 zip 進行轉置,再進行左右交換,
也能實現「矩陣旋轉 90 度」的功能)

matrix = [
    [1,2,3],
    [4,5,6],
    [7,8,9]
] 

# matrix[::-1] = [[7, 8, 9], [4, 5, 6], [1, 2, 3]]
print(f"{matrix[::-1] = }") 

# list(zip(*matrix[::-1])) = [(7, 4, 1), (8, 5, 2), (9, 6, 3)]
print(f"{list(zip(*matrix[::-1])) = }") 

matrix[::] = zip(*matrix[::-1]) # 題目需求:change in-place
print(matrix)

關於這題 (leetcode 第 48 題),詳細解說可以參考我的另外一篇文章:

Reference

https://www.runoob.com/python/python-func-zip.html

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