『无为则无心』Python基础 — 61、Python中的迭代器

目录

• 1、迭代的概念
• 2、迭代器的概念
• 3、可迭代的对象(Iterable)
• 4、迭代器对象（Iterator）
• 5、迭代器的使用体验
  • （1）基本用法
  • （2）实际应用

1、迭代的概念

（1）什么是迭代

迭代就是单向地、逐个地访问某个容器中的元素的行为。 简单说迭代就是循环。

（2）迭代和遍历的区别

迭代是遍历的一种特例，遍历（traverse）是可以在数据结构上来回的游走，不仅可以往前，还可以往后，同时还能保证不重不漏的，迭代是单向的，逐个的，而且只来一次。

2、迭代器的概念

（1）概念

在Python中常见的序列有list、tuple、set、dict、str，我们也称之为容器。

我们之前在遍历这些容器的时候，针对不同的容器，每次写的代码还都有所差别。于是我们想能不能写一个工具，当我们需要对一个容器中的元素，进行单向的，一个接一个的取出来的时候，就调用这个工具。

这个工具可以帮我们把不同容器遍历细节上的不同屏蔽掉，当我们需要这个操作的时候，就把容器直接传给这个工具就好了，而这个工具就叫迭代器。

（2）优点

• 从序列类型中一个一个的取值，会把所有的值都取到。
• 节省内存空间，迭代器并不会在内存中占用一大块内存，面是随着循环每次生成一个，每调用一次next方法就会返回给我一个元素。

3、可迭代的对象(Iterable)

（1）什么是可迭代的对象

简单的说，一个对象只要实现了只要实现了__iter__()方法，就是一个可迭代的对象。

可以使用isinstance()判断一个对象是否是Iterable对象：

（2）Python中常见的可迭代数据类型

1. 集合或序列类型（如list、tuple、set、dict、str）
2. 文件对象（以后扩展）
3. 在类中定义了__iter__()方法的对象，可以被认为是 Iterable对象，

示例：

from collections.abc import Iterable

print(isinstance('', Iterable))  # true 字符串是可迭代的
print(isinstance([], Iterable))  # true 列表是可迭代的
print(isinstance((), Iterable))  # true 元组是可迭代的
print(isinstance({}, Iterable))  # true 字典是可迭代的
print(isinstance(set(), Iterable))  # true 集合是可迭代的

说明：

这些内置集合或序列对象都有__iter__方法，即他们都实现了同名方法。

我们可以随便定义一个序列，如下：

testList = list()

在PyCharm中按住ctrl键点击list()就可以查看list类的源码。

源码中我们就能够看到list类中定义了__iter__函数。

其他的可迭代序列同理。

像int数据类型，按住ctrl键点击查看。int类中并没有定义__iter__函数。

1 = int()

4、迭代器对象（Iterator）

序列类型（如list、tuple、set、dict、str等）都是可迭代对象，但是他们并不是迭代器对象。

可以使用iter()函数把可迭代对象（Iterable）变成迭代器对象（Iterator）：

验证：

from collections.abc import Iterable, Iterator

print(isinstance('', Iterator))  # False 字符串不是迭代器对象
print(isinstance([], Iterator))  # False 列表不是迭代器对象
print(isinstance((), Iterator))  # False 元组不是迭代器对象
print(isinstance({}, Iterator))  # False 字典是不是迭代器对象
print(isinstance(set(), Iterator))  # False 集合不是迭代器对象

# iter()可把对应的可迭代对象转换成迭代器对象
print(isinstance(iter(""), Iterator))  # True 迭代器对象
print(isinstance(iter([]), Iterator))  # True 迭代器对象
print(isinstance(iter(()), Iterator))  # True 迭代器对象
print(isinstance(iter({}), Iterator))  # True 迭代器对象
print(isinstance(iter(set()), Iterator))  # True 迭代器对象

说明：

可迭代对象支持内置函数iter，通过对可迭代对象调用iter函数，会返回一个迭代器。而“迭代器”支持内置函数next()，通过不断对其调用next()方法，会依次前进到序列中的下一个元素并将其返回，最后到达序列的末尾时，会引发StopIteration异常。

补充说明一点，对迭代器调用iter方法，则会返回迭代器自身。

示例如下：

# 定义一个列表
testList = [1, 2, 3, 4]

# 把列表转变成一个迭代器对象
it = iter(testList)

# 迭代器对象调用__iter__，返回迭代器对象本身
# <list_iterator object at 0x0000000002674B88>
print(it.__iter__())

5、迭代器的使用体验

（1）基本用法

# 定义一个列表
testList = [1, 2, 3, 4]

# 把列表转变成一个迭代器对象
it = iter(testList)

# 使用迭代器
# 从迭代器中取出一个接着一个的元素
print(next(it))  # 1
print(next(it))  # 2
print(next(it))  # 3
print(next(it))  # 4
# 当迭代完存储的所有元素之后，如果继续迭代，
# # 则 __next__() 方法会抛出 StopIteration 异常。
print(next(it))  # StopIterable 异常

（2）实际应用

# 示例1
# 用迭代器来访问列表中的元素
# 定义一个列表
testList = [1, 2, 3, 4]

# 把裂变转变成一个迭代器对象
it = iter(testList)

# 使用迭代器取值
while True:
    try:
        # 调用next函数，获取下一个字符
        result = next(it)
        print(result)
    except StopIteration:
        # 释放对it的引用，即废弃迭代器对象
        del it
        # 不推出循环会成为私循环
        break

# 示例2
# 用迭代器来访问列表中的元素
# 定义一个字符串
testStr = "Python"

# 把裂变转变成一个迭代器对象
it = iter(testStr)

# 使用迭代器取值
for str in it:
    print(str)

参考：

• https://www.pianshen.com/article/2143688358/
• https://blog.csdn.net/sibyl_pisces/article/details/78423203