Zip в Python: параллельные списки в пары

Параллельные списки — самая частая форма данных в небольших программах: товары в одном списке, цены в другом, и i-й товар отвечает i-й цене. Чтобы пройтись по обоим сразу, без знания zip остаётся один инструмент — индексный цикл. Он работает, но шумный: range, len, двойные скобки. Функция zip делает то же самое одной строкой и заодно открывает приёмы, которые понадобятся в проекте раздела: строгий режим для разных длин и распаковку пар обратно в списки.

Старый способ: цикл по индексам

Пока zip не знаком, пары собирают через range(len): счётчик бегает по обоим спискам сразу, и на каждом шаге из каждого списка достаётся элемент по индексу:

names = ['молоко', 'хлеб', 'сыр']
prices = [89, 45, 520]

for i in range(len(names)):
    print(names[i], '-', prices[i])

молоко - 89
хлеб - 45
сыр - 520

Вывод правильный, но код громоздкий: range, len и две пары квадратных скобок на одну строку цикла. Перепутать местами имена и цены в скобках легко, а ошибка не словится — оба списка существуют, просто печать кривая. И сущностей в игре три: два данных и счётчик, который сам по себе никому не нужен.

zip собирает пары

Функция zip принимает несколько списков и на каждом шаге отдаёт кортеж из элементов с одним номером: первые элементы — первая пара, вторые — вторая. Чтобы увидеть пары, результат оборачивают в list — как и любой итератор:

names = ['молоко', 'хлеб', 'сыр']
prices = [89, 45, 520]

pairs = zip(names, prices)
print(list(pairs))
print(type(pairs).__name__)

[('молоко', 89), ('хлеб', 45), ('сыр', 520)]
zip

Пары — кортежи: они перебираются как элементы списка, а внутри распаковываются в две переменные. Именно это делает цикл по параллельным спискам читаемым. А вот прямой печати zip-объект не выносит — покажем ловушку рядом:

print(zip(['молоко', 'хлеб'], [89, 45]))

names = ['молоко', 'хлеб', 'сыр']
prices = [89, 45, 520]

for name, price in zip(names, prices):
    print(name, '-', price, 'руб')

молоко - 89 руб
хлеб - 45 руб
сыр - 520 руб

Заголовок for name, price in zip(names, prices) распаковывает каждый кортеж в две переменные — тот же приём, что подробно разбирается в уроке про распаковку. Вывод в точности совпал с индексной версией, но исчезли range, len и скобки: код читается как вопрос, на который отвечает цикл.

Ловушка: zip обрезает по кратнейшему

Параллельные списки живут недолго в идеальном состоянии: для нового товара цену ещё не занесли, и длины разошлись. Посмотрим, что сделает zip с такими списками:

names = ['молоко', 'хлеб', 'сыр', 'кофе']
prices = [89, 45, 520]

print(len(names), len(prices))
print(list(zip(names, prices)))

4 3
[('молоко', 89), ('хлеб', 45), ('сыр', 520)]

zip обрезает результат по кратнейшему списку: лишний хвост пропадает молча, без ошибки и предупреждения. Кофе остался без цены, и программа об этом не сказала ни слова — ни исключения, ни даже предупреждения в выводе. Для отчётов это худший сорт бага: данные исчезли, а всё работает и печатается как ни в чём не бывало.

names = ['молоко', 'хлеб', 'сыр', 'кофе']
prices = [89, 45, 520]

try:
    list(zip(names, prices, strict=True))
except ValueError as e:
    print('Ошибка:', e)

Ошибка: zip() argument 2 is shorter than argument 1

Сообщение называет виновника прямо: второй аргумент короче первого. В рабочей программе такая проверка стоит в месте склейки данных — ошибка падает там, где списки собрались, а не через три экрана в отчёте. Каркас try-except для её ловли разобран в курсе про исключения.

zip одноразовый: итератор истощается

Второй сюрприз подстерегает того, кто решит использовать zip-объект дважды. Итератор выдаёт пары по одной и после последней считается пустым — второй проход получает пустоту:

pairs = zip(['а', 'б', 'в'], [1, 2, 3])

print(len(list(pairs)))
print(len(list(pairs)))

3
0

Первая list вычерпала все три пары, второй достался пустой итератор — и ноль вместо данных. Правило простое: либо сразу превращайте zip в список — pairs = list(zip(names, prices)) — и используйте его сколько нужно, либо обходите zip-объект ровно один раз в цикле. Написать pairs = zip(...) в одном месте и прочитать его в двух — самая частая ошибка темы.

Распаковка: zip(*pairs) разворачивает пары

Обратная операция называется unzip: из списка пар получить обратно две колонки. Делается она той же функцией zip со звёздочкой — звёздочка подаёт пары как отдельные аргументы, и zip собирает первые элементы в одну колонку, вторые в другую:

pairs = [('молоко', 89), ('хлеб', 45), ('сыр', 520)]

names, prices = zip(*pairs)
print(names)
print(prices)

('молоко', 'хлеб', 'сыр')
(89, 45, 520)

На входе zip(*pairs) получил три кортежа как три отдельных аргумента, на выходе отдал два кортежа-колонки, и распаковка разложила их в names и prices. Никакой новой функции — та же zip, просто аргументы поданы звёздочкой; вся механика разбирается в уроке про распаковку и звёздочку. Колонки вышли кортежами: если дальше нужен список, оберните в list.

Пары из zip — первый уровень вложенности: полный список списков и таблицы разбираются в уроке про вложенные списки. А в итоговом проекте zip свяжет три параллельных списка магазина — товары, цены и остатки — и превратит их в отчёт с агрегатами и топом товаров.