一、迭代器
迭代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。
1.1 判断一个对象是否可迭代
可以使用 isinstance() 判断一个对象是否是 Iterable 对象：
In [50]: from collections import Iterable
In [51]: isinstance([], Iterable)
Out[51]: True
In [52]: isinstance({}, Iterable)
Out[52]: True
In [53]: isinstance('abc', Iterable)
Out[53]: True
In [54]: isinstance(mylist, Iterable)
Out[54]: False
In [55]: isinstance(100, Iterable)
Out[55]: False
1.2 可迭代对象的本质
我们分析对可迭代对象进行迭代使用的过程，发现每迭代一次（即在for...in...中每循环一次）都会返回对象中的下一条数据，一直向后读取数据直到迭代了所有数据后结束。那么，在这个过程中就应该有一个“人”去记录每次访问到了第几条数据，以便每次迭代都可以返回下一条数据。我们把这个能帮助我们进行数据迭代的“人”称为迭代器(Iterator)。
可迭代对象的本质就是可以向我们提供一个这样的中间“人”即迭代器帮助我们对其进行迭代遍历使用。
可迭代对象通过__iter__方法向我们提供一个迭代器，我们在迭代一个可迭代对象的时候，实际上就是先获取该对象提供的一个迭代器，然后通过这个迭代器来依次获取对象中的每一个数据.
那么也就是说，一个具备了__iter__方法的对象，就是一个可迭代对象
1 from collections import Iterable 2 3 4 class MyList(object): 5 6 def __init__(self): 7 self.container = [] 8 9 def add(self, item): 10 self.container.append(item) 11 12 def __iter__(self): 13 """返回一个迭代器""" 14 pass 15 16 17 mylist = MyList() 18 print(isinstance(mylist, Iterable)) # True
这回测试发现添加了__iter__方法的mylist对象已经是一个可迭代对象了
1.3 iter()函数和next()函数
list、tuple等都是可迭代对象，我们可以通过iter()函数获取这些可迭代对象的迭代器。然后我们可以对获取到的迭代器不断使用next()函数来获取下一条数据。iter()函数实际上就是调用了可迭代对象的__iter__方法。
>>> li = [11, 22, 33, 44, 55] >>> li_iter = iter(li) >>> next(li_iter) 11 >>> next(li_iter) 22 >>> next(li_iter) 33 >>> next(li_iter) 44 >>> next(li_iter) 55 >>> next(li_iter) Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> StopIteration >>>
注意，当我们已经迭代完最后一个数据之后，再次调用next()函数会抛出StopIteration的异常，来告诉我们所有数据都已迭代完成，不用再执行next()函数了。
1.4 如何判断一个对象是否是迭代器
可以使用 isinstance() 判断一个对象是否是 Iterator 对象：
In [56]: from collections import Iterator
In [57]: isinstance([], Iterator)
Out[57]: False
In [58]: isinstance(iter([]), Iterator)
Out[58]: True
In [59]: isinstance(iter("abc"), Iterator)
Out[59]: True
1.5 迭代器Iterator
通过上面的分析，我们已经知道，迭代器是用来帮助我们记录每次迭代访问到的位置，当我们对迭代器使用next()函数的时候，迭代器会向我们返回它所记录位置的下一个位置的数据。实际上，在使用next()函数的时候，调用的就是迭代器对象的__next__方法（Python3中是对象的__next__方法，Python2中是对象的next()方法）。所以，我们要想构造一个迭代器，就要实现它的__next__方法。但这还不够，python要求迭代器本身也是可迭代的，所以我们还要为迭代器实现__iter__方法，而__iter__方法要返回一个迭代器，迭代器自身正是一个迭代器，所以迭代器的__iter__方法返回自身即可。
一个实现了__iter__方法和__next__方法的对象，就是迭代器。
1 # 实现迭代器(两个类的写法) 2 class MyList(object): 3 """ 4 自定义的一个可迭代对象 5 """ 6 7 def __init__(self): 8 self.items = [] 9 10 def add(self, val): 11 self.items.append(val) 12 13 def __iter__(self): 14 myiterator = MyIterator(self) 15 16 return myiterator 17 18 19 class MyIterator(object): 20 """ 21 自定义的供上面可迭代对象使用的一个迭代器 22 """ 23 def __init__(self, mylist): 24 self.mylist = mylist 25 # current用来记录当前访问到的位置 26 self.current = 0 27 28 def __next__(self): 29 if self.current < len(self.mylist.items): 30 item = self.mylist.items[self.current] 31 self.current += 1 32 return item 33 else: 34 raise StopIteration 35 36 def __iter__(self): 37 return self 38 39 40 if __name__ == '__main__': 41 mylist = MyList() 42 mylist.add(1) 43 mylist.add(2) 44 mylist.add(3) 45 mylist.add(4) 46 mylist.add(5) 47 for num in mylist: 48 print(num)
1 实现迭代器(写在一个类) 2 class MyList(object): 3 4 5 def __init__(self): 6 self.container = [] 7 self.current = 0 8 9 10 def add(self, item): 11 self.container.append(item) 12 13 14 def __iter__(self): 15 16 17 return self 18 19 20 def __next__(self): 21 if self.current < len(self.container): 22 item = self.container[self.current] 23 self.current += 1 24 return item 25 else: 26 raise StopIteration 27 28 29 30 31 my_list = MyList() 32 my_list.add(1) 33 my_list.add(2) 34 my_list.add(3) 35 my_list.add(4) 36 my_list.add(5) 37 38 39 for num in my_list: 40 print(num)
1.6 for...in...循环的本质
for item in Iterable 循环的本质就是先通过iter()函数获取可迭代对象Iterable的迭代器，然后对获取到的迭代器不断调用next()方法来获取下一个值并将其赋值给item，当遇到StopIteration的异常后循环结束。
迭代器的特点：
-
节省内存
-
惰性机制
-
不能反复，只能向下
1.7 迭代器的应用场景
斐波那契数列
1 class FibIterator(object): 2 """ 3 斐波那契数列 4 """ 5 6 def __init__(self, n): 7 """ 8 :param n:int, 指明生成数列的前n个数 9 """ 10 self.n = n 11 # current用来保存当前生成到数列中的第几个数了 12 self.current = 0 13 # num1用来保存前前一个数，初始值为数列中的第一个数0 14 self.num1 = 0 15 # num2用来保存前一个数，初始值为数列中的第二个数1 16 self.num2 = 1 17 18 def __next__(self): 19 """ 20 被next()函数调用来获取下一个数 21 :return: 22 """ 23 24 if self.current < self.n: 25 num = self.num1 26 self.num1, self.num2 = self.num2, self.num1+self.num2 27 self.current += 1 28 return num 29 else: 30 raise StopIteration 31 32 def __iter__(self): 33 """ 34 "迭代器的__iter__返回自身即可 35 :return: 36 """ 37 return self 38 39 40 if __name__ == '__main__': 41 fib = FibIterator(10) 42 for num in fib: 43 print(num, end=" ")
除了for循环能接收可迭代对象，list、tuple等也能接收。
1 除了for循环能接收可迭代对象，list、tuple等也能接收。 2 3 li = list(FibIterator(15)) 4 print(li) 5 tp = tuple(FibIterator(6)) 6 print(tp)