015_Python3 迭代器与生成器

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]

>>> it = iter(list)    # 创建迭代器对象

>>> print (next(it))   # 输出迭代器的下一个元素

1

>>> print (next(it))

2 ...

 

>>> list="abcdef"

>>> it = iter(list)

>>> print (next(it))

a

>>> print (next(it))

b ...

 

# 类似遍历

 

*************************************

 

迭代器对象可以使用常规for语句进行遍历：

#!/usr/bin/python3

 

list=[1,2,3,4]

it = iter(list)    # 创建迭代器对象

for x in it:

    print (x, end=" ")

 

执行以上程序，输出结果如下：

1 2 3 4

 

# 迭代器：将元素放入列表遍历

 

*************************************

 

也可以使用 next() 函数：

#!/usr/bin/python3

 

import sys         # 引入 sys 模块

 

list=[1,2,3,4]

it = iter(list)    # 创建迭代器对象

 

while True:

    try:

        print (next(it))

    except StopIteration:

        sys.exit() #调用系统函数退出

 

执行以上程序，输出结果如下：

1

2

3

4

 

*************************************

 

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 MyNumbers:   # 把一个类作为一个迭代器使用

  def __iter__(self):   # 初始化函数

    self.a = 1     # 初始化变量 a=1

    return self    # 整个函数输出a值

 

  def __next__(self):   #叠加函数

    x = self.a     # 调用a运算后 赋值给x

    self.a += 1

    return x       # 函数返回x的值

 

myclass = MyNumbers()    # 函数返回值 1

myiter = iter(myclass)   # 调用值 1 运算后赋值给x，作为函数返回值

 

print(next(myiter))   # 初始值 1

print(next(myiter))   # 叠加...

print(next(myiter))

print(next(myiter))

print(next(myiter))

 

执行输出结果为：

1

2

3

4

5

 

*************************************

 

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 MyNumbers:

  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 = MyNumbers()

myiter = iter(myclass)

 

for x in myiter:

  print(x)

执行输出结果为：

1

2

..

20

 

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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：

#!/usr/bin/python3

 

import sys

 

def fibonacci(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 = fibonacci(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()

 

执行以上程序，输出结果如下：

0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55