技巧:Python 迭代器與生成器

迭代器

迭代是Python最強大的功能之一,是訪問集合元素的一種方式。

迭代器是一個可以記住遍歷的位置的對象。

迭代器對象從集合的第一個元素開始訪問,直到所有的元素被訪問完結束。迭代器只能往前不會後退。

迭代器有兩個基本的方法:iter() 和 next()。

字符串,列表或元組對象都可用於創建迭代器:

實例(Python 3.0+)

>>>list=[1,2,3,4]

>>> it = iter(list) # 創建迭代器對象

>>> print (next(it)) # 輸出迭代器的下一個元素

1

>>> print (next(it))

2

>>>

迭代器對象可以使用常規for語句進行遍歷:

實例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3

list=[1,2,3,4]

it = iter(list) # 創建迭代器對象

for x in it:

print (x, end=" ")

執行以上程序,輸出結果如下:

1 2 3 4

也可以使用 next() 函數:

實例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3

import sys # 引入 sys 模塊

list=[1,2,3,4]

it = iter(list) # 創建迭代器對象

while True:

try:

print (next(it))

except StopIteration:

sys.exit()

執行以上程序,輸出結果如下:

1 2 3 4

創建一個迭代器

把一個類作爲一個迭代器使用需要在類中實現兩個方法 __iter__() 與 __next__() 。

如果你已經瞭解的面向對象編程,就知道類都有一個構造函數,Python 的構造函數爲 __init__(), 它會在對象初始化的時候執行。

__iter__() 方法返回一個特殊的迭代器對象, 這個迭代器對象實現了 __next__() 方法並通過 StopIteration 異常標識迭代的完成。

__next__() 方法(Python 2 裏是 next())會返回下一個迭代器對象。

創建一個返回數字的迭代器,初始值爲 1,逐步遞增 1:

實例(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))

執行輸出結果爲:

1 2 3 4 5

StopIteration

StopIteration 異常用於標識迭代的完成,防止出現無限循環的情況,在 __next__() 方法中我們可以設置在完成指定循環次數後觸發 StopIteration 異常來結束迭代。

在 20 次迭代後停止執行:

實例(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)

執行輸出結果爲:

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 的函數被稱爲生成器(generator)。

跟普通函數不同的是,生成器是一個返回迭代器的函數,只能用於迭代操作,更簡單點理解生成器就是一個迭代器。

在調用生成器運行的過程中,每次遇到 yield 時函數會暫停並保存當前所有的運行信息,返回 yield 的值, 並在下一次執行 next() 方法時從當前位置繼續運行。

調用一個生成器函數,返回的是一個迭代器對象。

以下實例使用 yield 實現斐波那契數列:

實例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3

import sys

def fibonacci(n): # 生成器函數 - 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 是一個迭代器,由生成器返回生成

while True:

try:

print (next(f), end=" ")

except StopIteration:

sys.exit()

執行以上程序,輸出結果如下:

0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55

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