python 迭代器（二）：迭代器基础（二）可迭代的对象与迭代器的对比

可迭代的对象

如果对象实现了能返回迭代器的 __iter__ 方法，那么对象就是可迭代的。

序列都可以迭代；实现了 __getitem__ 方法，而且其参数是从零开始的索引，这种对象也可以迭代。

>>> s = 'ABC'

>>> it = iter(s)  # ➊

>>> while True:

...     try:

...         print(next(it))  # ➋

...     except StopIteration:  # ➌

...         del it  # ➍

...         break  # ➎

...

A

B

C

❶ 使用可迭代的对象构建迭代器 it。
❷ 不断在迭代器上调用 next 函数，获取下一个字符。
❸ 如果没有字符了，迭代器会抛出 StopIteration 异常。
❹ 释放对 it 的引用，即废弃迭代器对象。
❺ 退出循环。

StopIteration 异常表明迭代器到头了。Python 语言内部会处理 for循环和其他迭代上下文（如列表推导、元组拆包，等等）中的StopIteration 异常

标准的迭代器接口有两个方法

__next__
　　返回下一个可用的元素，如果没有元素了，抛出 StopIteration异常。

__iter__
　　返回 self，以便在应该使用可迭代对象的地方使用迭代器，例如在 for 循环中。

这个接口在 collections.abc.Iterator 抽象基类中制定。这个类定义了 __next__ 抽象方法，而且继承自 Iterable 类；__iter__ 抽象方法则在 Iterable 类中定义。

图 14-1：Iterable 和 Iterator 抽象基类。以斜体显示的是抽象方法。具体的 Iterable.__iter__ 方法应该返回一个 Iterator 实例。

具体的 Iterator 类必须实现 __next__ 方法。Iterator.__iter__ 方法直接返回实例本身

示例 14-1　sentence.py：把句子划分为单词序列

import re

import reprlib

RE_WORD = re.compile('\w+')

class Sentence:

    def __init__(self, text):

        self.text = text

        self.words = RE_WORD.findall(text)   ➊

    def __getitem__(self, index):

        return self.words[index]   ➋

    def __len__(self):   ➌

        return len(self.words)

    def __repr__(self):

        return 'Sentence(%s)' % reprlib.repr(self.text)   ➍

❶ re.findall 函数返回一个字符串列表，里面的元素是正则表达式的全部非重叠匹配。
❷ self.words 中保存的是 .findall 函数返回的结果，因此直接返回指定索引位上的单词。
❸ 为了完善序列协议，我们实现了 __len__ 方法；不过，为了让对象可以迭代，没必要实现这个方法。

❹ reprlib.repr 这个实用函数用于生成大型数据结构的简略字符串表示形式。

再看示例 14-1 中定义的 Sentence 类，在 Python 控制台中能清楚地看出如何使用 iter(...) 函数构建迭代器，以及如何使用 next(...) 函数使用迭代器：

>>> s3 = Sentence('Pig and Pepper')  # ➊

>>> it = iter(s3)  # ➋

>>> it  # doctest: +ELLIPSIS

<iterator object at 0x...>

>>> next(it)  # ➌

'Pig'

>>> next(it)

'and'

>>> next(it)

'Pepper'

>>> next(it)  # ➍

Traceback (most recent call last):

  ...

StopIteration

>>> list(it)  # ➎

[]

>>> list(iter(s3))  # ➏

['Pig', 'and', 'Pepper']

❶ 创建一个 Sentence 实例 s3，包含 3 个单词。
❷ 从 s3 中获取迭代器。
❸ 调用 next(it)，获取下一个单词。
❹ 没有单词了，因此迭代器抛出 StopIteration 异常。
❺ 到头后，迭代器没用了。
❻ 如果想再次迭代，要重新构建迭代器。

因为迭代器只需 __next__ 和 __iter__ 两个方法，所以除了调用next() 方法，以及捕获 StopIteration 异常之外，没有办法检查是否还有遗留的元素。
此外，也没有办法“还原”迭代器。如果想再次迭代，那就要调用 iter(...)，传入之前构建迭代器的可迭代对象。
传入迭代器本身没用，因为前面说过 Iterator.__iter__ 方法的实现方式是返回实例本身，所以传入迭代器无法还原已经耗尽的迭代器。

迭代器

迭代器是这样的对象：实现了无参数的 __next__ 方法，返回序列中的下一个元素；如果没有元素了，那么抛出 StopIteration 异常。
Python 中的迭代器还实现了 __iter__ 方法，因此迭代器也可以迭代。因为内置的 iter(...) 函数会对序列做特殊处理，所以第 1 版Sentence 类可以迭代。