Python: next() 函數教學

# next() 函數基本語法
# next(iterator, default_value)

# 創建一個簡單的列表來開始
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
print(f"原始列表: {numbers}")

# 創建迭代器
iterator = iter(numbers)
print(f"迭代器類型: {type(iterator)}")

# 使用 next() 逐一獲取元素
print("使用 next() 逐一獲取:")
print(f"第一個元素: {next(iterator)}")
print(f"第二個元素: {next(iterator)}")
print(f"第三個元素: {next(iterator)}")

# 重新創建迭代器來重新開始
iterator = iter(numbers)

# 演示沒有預設值的風險
numbers = [1, 2, 3]
iterator = iter(numbers)

# 正常使用
print(next(iterator))  # 1
print(next(iterator))  # 2
print(next(iterator))  # 3

# 下面這行會出錯，因為沒有更多元素了
try:
    print(next(iterator))  # 會拋出 StopIteration
except StopIteration:
    print("錯誤：迭代器已耗盡！")

# 使用預設值的安全方式
numbers = [1, 2, 3]
iterator = iter(numbers)

# 消耗所有元素
next(iterator)  # 1
next(iterator)  # 2
next(iterator)  # 3

# 安全地處理沒有更多元素的情況
result = next(iterator, "沒有更多元素了")
print(f"安全獲取: {result}")

# 找到第一個偶數
numbers = [1, 3, 5, 8, 10, 12]

# 方法1：使用 next() + 生成器表達式
first_even = next((num for num in numbers if num % 2 == 0), None)
print(f"第一個偶數: {first_even}")

# 方法2：找第一個大於 5 的數
first_big = next((num for num in numbers if num > 5), None)
print(f"第一個大於5的數: {first_big}")

# 方法3：找第一個不存在的條件
first_negative = next((num for num in numbers if num < 0), "找不到負數")
print(f"第一個負數: {first_negative}")

import time

# 創建一個大列表
big_numbers = list(range(1,1000000))

# 方法1：不好的做法 - 創建完整列表
def find_first_even_bad(numbers):
    start_time = time.time()
    evens = [n for n in numbers if n % 2 == 0]  # 處理所有元素
    result = evens[0] if evens else None
    end_time = time.time()
    return result, end_time - start_time

# 方法2：好的做法 - 使用 next()
def find_first_even_good(numbers):
    start_time = time.time()
    result = next((n for n in numbers if n % 2 == 0), None)  # 找到第一個就停止
    end_time = time.time()
    return result, end_time - start_time

# 測試效率差異
result1, time1 = find_first_even_bad(big_numbers)
result2, time2 = find_first_even_good(big_numbers)

print(f"壞方法結果: {result1}, 時間: {time1:.6f} 秒")
print(f"好方法結果: {result2}, 時間: {time2:.6f} 秒")
#print(f"效率提升: {time1/time2:.2f} 倍")

# %%
# 模擬 Word 文件中的標題位置
all_headings = [10, 25, 50, 75, 100]  # 標題在文件中的行號
body_length = 120  # 文件總長度

print(f"所有標題位置: {all_headings}")
print(f"文件總長度: {body_length}")

# 測試不同的起始位置
test_positions = [0, 15, 30, 60, 85]

for start in test_positions:

    next_boundary = next((h for h in all_headings if h > start), body_length)
    print(f"從位置 {start} 開始，下一個邊界在: {next_boundary}")

# 讓我們一步步拆解: next((h for h in all_headings if h > start), len(body))

start = 30
all_headings = [10, 25, 50, 75, 100]
body = list(range(120))  # 模擬文件內容

print(f"起始位置: {start}")
print(f"所有標題: {all_headings}")

# 步驟1：生成器表達式
generator = (h for h in all_headings if h > start)
print(f"生成器: {generator}")

# 步驟2：看看生成器會產生什麼
filtered_headings = [h for h in all_headings if h > start]
print(f"大於 {start} 的標題: {filtered_headings}")

# 步驟3：使用 next() 獲取第一個
result = next((h for h in all_headings if h > start), len(body))
print(f"next() 結果: {result}")

all_headings = [5, 12, 20, 35]
body = ["假裝是文件內容"] * 50  # 只是為了 len(body)
start = 15

result = next((h for h in all_headings if h > start), len(body))
print(result)  # 20

start = 40
result = next((h for h in all_headings if h > start), len(body))
print(result)  # 50  (因為找不到，所以用 len(body)=50)

def next_heading_after(start, headings, doc_length):
    return next((h for h in headings if h > start), doc_length)

print(next_heading_after(12, [5, 12, 20, 35], 50))  # 20
print(next_heading_after(40, [5, 12, 20, 35], 50))  # 50

def manual_version(start, headings, doc_length):
    for h in headings:
        if h > start:
            return h
    return doc_length

# 常見錯誤1：忘記使用括號創建生成器
data = [1, 2, 3, 4, 5]

# 錯誤：這會創建列表推導式
# result = next([x for x in data if x > 3], None)  # 浪費記憶體

# 正確：使用生成器表達式
result = next((x for x in data if x > 3), None)
print(f"正確用法結果: {result}")

# 常見錯誤2：不提供預設值
try:
    # 危險：如果沒找到會出錯
    result = next(x for x in data if x > 10)
except StopIteration:
    print("錯誤：沒有找到符合條件的元素")

# 安全：總是提供預設值
result = next((x for x in data if x > 10), "未找到")
print(f"安全用法結果: {result}")

# %%
# 練習：使用 next() 解決實際問題

# 練習1：找到第一個質數
def is_prime(n):
    if n < 2:
        return False
    for i in range(2, int(n**0.5) + 1):
        if n % i == 0:
            return False
    return True

numbers = [15, 21, 23, 27, 29, 33]
first_prime = next((n for n in numbers if is_prime(n)), "沒有質數")
print(f"第一個質數: {first_prime}")

# 練習2：找到第一個有效的配置檔案
import os
config_files = ["config.local.json", "config.dev.json", "config.json"]
# 這裡我們模擬檔案存在性
existing_files = ["config.json"]  # 假設只有這個存在

first_config = next((f for f in config_files if f in existing_files), "default.conf")
print(f"使用的配置檔案: {first_config}")

# 練習3：文字處理 - 找到第一個長單詞
words = ["the", "quick", "brown", "elephant", "jumps"]
first_long_word = next((w for w in words if len(w) > 5), "沒有長單詞")
print(f"第一個長單詞: {first_long_word}")