Python編程技術：迭代器Iterator和可迭代對象Iterable

Python編程技術：迭代器Iterator和可迭代對象Iterable

可迭代對象Iterable

可迭代對象：凡是可以返回一個迭代器的對象都可稱之爲可迭代對象。
判斷對象是否Iterable：

from collections import Iterable

print(isinstance([],Iterable)) #True
print(isinstance((),Iterable)) #True
print(isinstance({},Iterable)) #True
print(isinstance('ABC',Iterable)) #True
print(isinstance((x for x in range(10)),Iterable)) #True
print(isinstance(100,Iterable))#False

迭代器Iterator

迭代是Python最強大的功能之一，是訪問集合元素的一種方式。

任何實現了__iter__和__next__()方法的對象都是迭代器，__iter__返回迭代器自身，__next__返回容器中的下一個值，如果容器中沒有更多元素了，則拋出StopIteration異常。

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()。
生成器一定是迭代器（反之不成立）

可以使用迭代器進行訪問的對象：
序列：字符串、列表、元組
非序列：字典、文件
自定義類：用戶自定義的類實現了__iter__()或__getitem__()方法的對象

判斷對象是否是Iterator：

from collections import Iterator

print(isinstance((x for x in range(10)),Iterator)) #True
print(isinstance([],Iterator)) #False
print(isinstance({},Iterator)) #False
print(isinstance('abc', Iterator)) #False

生成器都是 Iterator 對象，但 list、 dict、 str 雖然是 Iterable，卻不是Iterator。
這是因爲 Python 的 Iterator對象表示的是一個數據流， Iterator 對象可以被 next()函數調用並不斷返回下一個數據，直到沒有數據時拋出StopIteration 錯誤。可以把這個數據流看做是一個有序序列，但我們卻不能提前知道序列的長度，只能不斷通過 next()函數實現按需計算下一個數據，所以 Iterator 的計算是惰性的，只有在需要返回下一個數據時它纔會計算。
Iterator 甚至可以表示一個無限大的數據流，例如全體自然數。而使用list 是永遠不可能存儲全體自然數的。
把Iterable對象變成 Iterator：

from collections import Iterator

print(isinstance(iter([]),Iterator)) #True
print(isinstance(iter('ABC'),Iterator)) #True

list=[1,2,3,4]
it = iter(list)    # 創建迭代器對象
print (next(it))
print (next(it))
print (next(it))
print (next(it))
print (next(it))

輸出：
1
2
3
4
Traceback (most recent call last):
  File "E:/ru/231n/exer.py", line 7, in <module>
    print (next(it))
StopIteration

使用for語句遍歷，這樣就不需要關心 StopIteration 的錯誤。

list=[1,2,3,4]
it = iter(list)    # 創建迭代器對象
for x in it:
    print (x, end=" ")  #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__() 。
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：

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))  #1
print(next(myiter))  #2
print(next(myiter))  #3
print(next(myiter))  #4
print(next(myiter))  #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：

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)

輸出：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20