Python迭代器与生成器

怎甘沉沦 提交于 2019-12-03 03:23:21

迭代器

迭代是Python最强大的功能之一,是访问集合元素的一种方式。
迭代器是一个可以记住遍历的位置的对象。
迭代器对象从集合的第一个元素开始访问,直到所有的元素被访问完结束。迭代器只能往前不会后退。
迭代器有两个基本的方法:iter() 和 next()。
字符串,列表或元组对象都可用于创建迭代器。

>>> list = [1,2,3,4,5,6]
>>> it = iter(list)# 创建迭代器对象
>>> print(next(it))# 输出迭代器的下一个元素
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>>> print(next(it))
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迭代器对象可以使用常规for语句进行遍历:

list = [1,2,3,4,5,6]
it = iter(list)
for x in it:
    print(x,end=",")
#运行上述代码将输出
1,2,3,4,5,6,

也可以使用 next() 函数:

import sys  # 引入 sys 模块
list = [1,2,3,4,5,6]
it = iter(list)  # 创建迭代器对象
while True:
    try:
        print(next(it))
    except StopIteration:
        sys.exit()
#运行上述代码将输出
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创建一个迭代器
把一个类作为一个迭代器使用需要在类中实现两个方法 iter() 与 next() 。如果你已经了解的面向对象编程,就知道类都有一个构造函数,Python 的构造函数为 init(), 它会在对象初始化的时候执行。
iter() 方法返回一个特殊的迭代器对象, 这个迭代器对象实现了 next() 方法并通过 StopIteration 异常标识迭代的完成。next() 方法(Python 2 里是 next())会返回下一个迭代器对象。创建一个返回数字的迭代器,初始值为 1,逐步递增 1。

class Numbers:
    def __iter__(self):
        self.a = 1
        return  self

    def __next__(self):
        x = self.a
        self.a += 1
        return x

myClass = Numbers()
myIter = iter(myClass)

print(next(myIter))
print(next(myIter))
print(next(myIter))
print(next(myIter))
print(next(myIter))

StopIteration
StopIteration 异常用于标识迭代的完成,防止出现无限循环的情况,在 next() 方法中我们可以设置在完成指定循环次数后触发 StopIteration 异常来结束迭代。在 20 次迭代后停止执行:

class Numbers:
    def __iter__(self):
        self.a = 1
        return  self

    def __next__(self):
        if self.a <= 20:
            x = self.a
            self.a += 1
            return x
        else:
            raise StopIteration

myClass = Numbers()
myIter = iter(myClass)

for x in myIter:
    print(x)

生成器

在 Python 中,使用了 yield 的函数被称为生成器(generator)。
跟普通函数不同的是,生成器是一个返回迭代器的函数,只能用于迭代操作,更简单点理解生成器就是一个迭代器。
在调用生成器运行的过程中,每次遇到 yield 时函数会暂停并保存当前所有的运行信息,返回 yield 的值, 并在下一次执行 next() 方法时从当前位置继续运行。调用一个生成器函数,返回的是一个迭代器对象。以下实例使用 yield 实现斐波那契数列:

import sys
def fib(n):  # 生成器函数 - 斐波那契
    a, b, counter = 0, 1, 0
    while True:
        if (counter > n):
            return
        yield a
        a, b = b, a + b
        counter += 1

f = fib(10)  # f 是一个迭代器,由生成器返回生成

while True:
    try:
        print(next(f), end=" ")
    except StopIteration:
        sys.exit()
#运行上述代码将输出
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