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+)

#!/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

也可以使用 next() 函数:

实例(Python 3.0+)

#!/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()

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:

1
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4
5
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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+)

#!/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