Python3迭代器与生成器
Python3 迭代器与生成器
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。

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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。
更多内容查阅:
__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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
生成器
在 Python 中,使用了 yield 的函数被称为生成器(generator)。
yield 是一个关键字,用于定义生成器函数,生成器函数是一种特殊的函数,可以在迭代过程中逐步产生值,而不是一次性返回所有结果。
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。
当在生成器函数中使用 yield 语句时,函数的执行将会暂停,并将 yield 后面的表达式作为当前迭代的值返回。
然后,每次调用生成器的 next() 方法或使用 for 循环进行迭代时,函数会从上次暂停的地方继续执行,直到再次遇到 yield 语句。这样,生成器函数可以逐步产生值,而不需要一次性计算并返回所有结果。
调用一个生成器函数,返回的是一个迭代器对象。
下面是一个简单的示例,展示了生成器函数的使用:
实例
def
 
countdown
(
n
)
: 
while
 
n
 > 
0
: 
yield
 
n
 
n
 -= 
1
 
# 创建生成器对象
 
generator
 = 
countdown
(
5
)
 
# 通过迭代生成器获取值
 
print
(
next
(
generator
)
)
 
# 输出: 5
 
print
(
next
(
generator
)
)
 
# 输出: 4
 
print
(
next
(
generator
)
)
 
# 输出: 3
 
# 使用 for 循环迭代生成器
 
for
 
value
 
in
 
generator
: 
print
(
value
)
 
# 输出: 2 1 
以上实例中,countdown 函数是一个生成器函数。它使用 yield 语句逐步产生从 n 到 1 的倒数数字。在每次调用 yield 语句时,函数会返回当前的倒数值,并在下一次调用时从上次暂停的地方继续执行。
通过创建生成器对象并使用 next() 函数或 for 循环迭代生成器,我们可以逐步获取生成器函数产生的值。在这个例子中,我们首先使用 next() 函数获取前三个倒数值,然后通过 for 循环获取剩下的两个倒数值。
生成器函数的优势是它们可以按需生成值,避免一次性生成大量数据并占用大量内存。此外,生成器还可以与其他迭代工具(如for循环)无缝配合使用,提供简洁和高效的迭代方式。
执行以上程序,输出结果如下:
5 4 3 2 1
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
当前标题:Python3迭代器与生成器
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