Python之迭代器和生成器

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1、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。

eg：

list1 = [1,3,5,7,9]
# 创建迭代器对象
m = iter(list1)
# 打印迭代器下一个元素
print(next(m))
print(next(m))

此时打印结果为1和3，第一个访问的是迭代器的第一个元素，第二次打印的是迭代器的第二个元素，所以第一次打印为1，再次打印就为3了。

迭代器对象可以使用常规for语句进行遍历：

list1 = [1,3,5,7,9]
m = iter(list1)
for i in m:
    print(i)

此时打印结果为1、3、5、7、9。

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()。

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 2：

class Num:
    def __iter__(self):
        self.a = 1
        return self

    def __next__(self):
        x = self.a
        self.a += 2
        return x


mnum = Num()
miter = iter(mnum)
print(next(miter))
print(next(miter))
print(next(miter))
print(next(miter))

此时打印结果为1、3、5、7.

StopIteration是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4次迭代后停止执行：

class Num:
    def __iter__(self):
        self.a = 1
        return self

    def __next__(self):
        if self.a <5:
            x = self.a
            self.a += 1
            return x
        else:
            raise StopIteration

mnum = Num()
miter = iter(mnum)
print(next(miter))
print(next(miter))
print(next(miter))
print(next(miter))
print(next(miter))

此时运行会打印1、2、3、4。超过此时会抛出StopIteration异常。

2、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。

eg：

import sys

# 生成器函数 - 斐波那契
def fibonacci(n): 
    a, b, counter = 0, 1, 0
    while True:
        if (counter > n):
            return
        yield a
        a, b = b, a + b
        counter += 1

# f 是一个迭代器，由生成器返回生成
f = fibonacci(8)  

while True:
    try:
        print(next(f), end=" ")
    except StopIteration:
        sys.exit()

此时打印结果为0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55。