首先理解幾個(gè)概念，迭代、可迭代對(duì)象、迭代器。
1. 迭代器
- 迭代（Iteration）：按順序訪問(wèn)線性結(jié)構(gòu)中的每一項(xiàng)
- 可迭代對(duì)象（Iterable）：定義了_iter_方法的對(duì)象即為可迭代對(duì)象。一般可作用于for循環(huán)的對(duì)象均為可迭代對(duì)象。
- 判斷對(duì)象是否可迭代：from collections import Iterable isinstance(obj, Iterable)
# 可迭代對(duì)象Iterable
num = [10, 20, 30]
from collections import Iterable
isinstance(num, Iterable)
# 執(zhí)行結(jié)果
True
- 迭代器（Iterator）：具有__iter__方法（返回一個(gè)具有__next__方法的對(duì)象）、__next__()方法的對(duì)象即為迭代器。是一個(gè)不斷生成下一個(gè)值的惰性計(jì)算序列。占用空間較小。
- 判斷對(duì)象是否為迭代器：from collections import Iterator isinstance(obj, Iterator)
# 自定義實(shí)現(xiàn)可迭代對(duì)象:內(nèi)部定義了__iter__方法
from collections import Iterable
class Classmate(object):
def __iter__(self):
pass
classmate = Classmate()
isinstance(classmate, Iterable)
# 執(zhí)行結(jié)果
True
- 可使用iter()函數(shù)將一個(gè)可迭代對(duì)象轉(zhuǎn)變?yōu)榈?/li>
# 可迭代對(duì)象轉(zhuǎn)換為迭代器
num_list = [1, 2, 3, 4]
num_iterator = iter(num_list)
print(type(num_iterator))
# 執(zhí)行結(jié)果
<class 'list_iterator'>
-
for循環(huán)迭代的后臺(tái)機(jī)制：
- 判斷對(duì)象是否可迭代
- 若為可迭代對(duì)象，利用iter()函數(shù)生成一個(gè)迭代器對(duì)象（自動(dòng)調(diào)用對(duì)象的_iter_方法得到一個(gè)返回值：迭代器）
- 利用next()函數(shù)_next_()方法不斷訪問(wèn)對(duì)象的下一個(gè)值
- 內(nèi)部自動(dòng)處理Stopiteration異常，出現(xiàn)該異常自動(dòng)停止迭代。
自定義實(shí)現(xiàn)迭代器：斐波那契數(shù)列
# 自定義實(shí)現(xiàn)迭代器：斐波那契數(shù)列
from collections import Iterator
class Fib(object):
def __init__(self, num):
self.num = num
self.current_num = 0
self.a = 0
self.b = 1
def __iter__(self):
return self
def __next__(self):
if self.current_num < self.num:
self.a, self.b = self.b, self.a + self.b
self.current_num += 1
return self.a
else:
raise StopIteration
fib = Fib(10)
print(isinstance(fib, Iterator))
for num in fib:
print(num)
2. 生成器
生成器均為迭代器
生成器提供延遲操作：需要的時(shí)候生成結(jié)果，而不是立即產(chǎn)生結(jié)果(內(nèi)存占用較少)
- 生成器表達(dá)式：類似于列表推導(dǎo)式，但按需產(chǎn)生結(jié)果的一個(gè)對(duì)象，而不是一次構(gòu)建整個(gè)結(jié)果列表
# 生成器表達(dá)式
squares = (x for x in range(3))
print(type(squares))
# print(next(squares))
# print(next(squares))
# print(next(squares))
# print(next(squares)) # 此處會(huì)拋出Stopiteration異常
for x in squares: # for循環(huán)會(huì)自動(dòng)處理Stopiteration異常
print(x)
- 生成器函數(shù)：使用yield語(yǔ)句而不是return語(yǔ)句返回結(jié)果，yield語(yǔ)句執(zhí)行一次返回一個(gè)結(jié)果
# 生成器函數(shù)
def test(num):
for x in range(num):
yield x
num_iterator = test(10)
print(type(num_iterator))
print(list(num_iterator))
# 執(zhí)行結(jié)果
<class 'generator'>
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
3. 總結(jié)
迭代器是一個(gè)惰性計(jì)算序列，占用空間較小。生成器本身也為迭代器。與列表區(qū)別，列表存儲(chǔ)的是數(shù)據(jù)列表，生成器存儲(chǔ)的是生成元素的方法。
-
使用了yield關(guān)鍵字的函數(shù)不再是函數(shù)，而是生成器。yield關(guān)鍵字有兩點(diǎn)作用：
- 保存當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)（斷點(diǎn)），然后暫停執(zhí)行，即將生成器（函數(shù)）掛起
- 將yield關(guān)鍵字后面表達(dá)式的值作為返回值返回，此時(shí)可以理解為起到了return的作用
可以使用next()函數(shù)讓生成器從斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行，即喚醒生成器（函數(shù)）
Python3中的生成器可以使用return返回最終運(yùn)行的返回值，而Python2中的生成器不允許使用return返回一個(gè)返回值（即可以使用return從生成器中退出，但return后不能有任何表達(dá)式）。
