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Python3 迭代器与生成器

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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：

实例(Python 3.0+)

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

迭代器对象可以使用常规for语句进行遍历：

实例(Python 3.0+)

list=[1,2,3,4]
it = iter(list) # 创建迭代器对象 
for x in it: 
   print (x)

执行以上程序，输出结果如下：

1 2 3 4

也可以使用 next() 函数：

实例(Python 3.0+)

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()

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：

实例(Python 3.0+)

class MyNumbers: 
    def __iter__(self): 
        self.a = 1 
        return self 
    def __next__(self): 
        x = self.a 
        self.a += 1
        return x 
        
myclass = MyNumbers() 
myiter = iter(myclass) 
print(next(myiter)) 
print(next(myiter)) 
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：

实例(Python 3.0+)

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：

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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：

实例(Python 3.0+)

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

寄语：天道酬勤。人世间没有不经过勤劳而成为天才的。愿你日夜勤奋，早日成才！