Python中的迭代器與可迭代:iter()和next()

一種自動(dòng)迭代的更優(yōu)雅的實(shí)現(xiàn)是使用 for循環(huán)

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在Python中，迭代器（Iterator）和可迭代(iterable)的區(qū)別是，迭代器支持 iter ()和 next ()方法；可迭代支持 iter ()方法?？傻荒茉趂or循環(huán)中獲得元素，迭代器還可以用next()方法獲取元素。

list/truple/map/dict都是可迭代，但不是迭代器；這些數(shù)據(jù)的大小是確定的；迭代器不是，迭代器不知道要執(zhí)行多少次，所以可以理解為不知道有多少個(gè)元素，每調(diào)用一次next()，就會(huì)往下走一步。

凡是可以for循環(huán)的，都是Iterable

凡是可以next()的，都是Iterator

python中的迭代器的理解？

9.9. 迭代器

現(xiàn)在你可能注意到大多數(shù)容器對象都可以用 for 遍歷:

for element in [1, 2, 3]:

print(element)

for element in (1, 2, 3):

print(element)

for key in {'one':1, 'two':2}:

print(key)

for char in "123":

print(char)

for line in open("myfile.txt"):

print(line, end='')

這種形式的訪問清晰、簡潔、方便。迭代器的用法在 Python 中普遍而且統(tǒng)一。在后臺， for 語句在容器對象中調(diào)用 iter() 。該函數(shù)返回一個(gè)定義了 __next__() 方法的迭代器對象，它在容器中逐一訪問元素。沒有后續(xù)的元素時(shí)， __next__() 拋出一個(gè) StopIteration 異常通知 for 語句循環(huán)結(jié)束。你可以是用內(nèi)建的 next() 函數(shù)調(diào)用 __next__() 方法；以下是其工作原理的示例:

s = 'abc'

it = iter(s)

it

next(it)

'a'

next(it)

'b'

next(it)

'c'

next(it)

Traceback (most recent call last):

File "

", line 1, in ?

next(it)

StopIteration

了解了迭代器協(xié)議的后臺機(jī)制，就可以很容易的給自己的類添加迭代器行為。定義一個(gè) __iter__() 方法，使其返回一個(gè)帶有 __next__() 方法的對象。如果這個(gè)類已經(jīng)定義了 __next__() ，那么 __iter__() 只需要返回 self:

Python中的“迭代”詳解

迭代器模式：一種惰性獲取數(shù)據(jù)項(xiàng)的方式，即按需一次獲取一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。

所有序列都是可以迭代的。我們接下來要實(shí)現(xiàn)一個(gè) Sentence（句子）類，我們向這個(gè)類的構(gòu)造方法傳入包含一些文本的字符串，然后可以逐個(gè)單詞迭代。

接下來測試 Sentence 實(shí)例能否迭代

序列可以迭代的原因：

iter()

解釋器需要迭代對象 x 時(shí)，會(huì)自動(dòng)調(diào)用iter(x)。

內(nèi)置的 iter 函數(shù)有以下作用：

由于序列都實(shí)現(xiàn)了 __getitem__ 方法，所以都可以迭代。

可迭代對象：使用內(nèi)置函數(shù) iter() 可以獲取迭代器的對象。

與迭代器的關(guān)系：Python 從可迭代對象中獲取迭代器。

下面用for循環(huán)迭代一個(gè)字符串，這里字符串 'abc' 是可迭代的對象，用 for 循環(huán)迭代時(shí)是有生成器，只是 Python 隱藏了。

如果沒有 for 語句，使用 while 循環(huán)模擬，要寫成下面這樣：

Python 內(nèi)部會(huì)處理 for 循環(huán)和其他迭代上下文（如列表推導(dǎo)，元組拆包等等）中的 StopIteration 異常。

標(biāo)準(zhǔn)的迭代器接口有兩個(gè)方法：

__next__ ：返回下一個(gè)可用的元素，如果沒有元素了，拋出 StopIteration 異常。

__iter__ ：返回 self，以便在需要使用可迭代對象的地方使用迭代器，如 for 循環(huán)中。

迭代器：實(shí)現(xiàn)了無參數(shù)的 __next__ 方法，返回序列中的下一個(gè)元素；如果沒有元素了，那么拋出 StopIteration 異常。Python 中的迭代器還實(shí)現(xiàn)了 __iter__ 方法，因此迭代器也可以迭代。

接下來使用迭代器模式實(shí)現(xiàn) Sentence 類：

注意， 不要 在 Sentence 類中實(shí)現(xiàn) __next__ 方法，讓 Sentence 實(shí)例既是可迭代對象，也是自身的迭代器。

為了“支持多種遍歷”，必須能從同一個(gè)可迭代的實(shí)例中獲取多個(gè)獨(dú)立的迭代器，而且各個(gè)迭代器要能維護(hù)自身的內(nèi)部狀態(tài)，因此這一模式正確的實(shí)現(xiàn)方式是，每次調(diào)用 iter(my_iterable) 都新建一個(gè)獨(dú)立的迭代器。

所以總結(jié)下來就是：

實(shí)現(xiàn)相同功能，但卻符合 Python 習(xí)慣的方式是，用生成器函數(shù)代替 SentenceIteror 類。

只要 Python 函數(shù)的定義體中有 yield 關(guān)鍵字，該函數(shù)就是生成器函數(shù)。調(diào)用生成器函數(shù)，就會(huì)返回一個(gè)生成器對象。

生成器函數(shù)會(huì)創(chuàng)建一個(gè)生成器對象，包裝生成器函數(shù)的定義體，把生成器傳給 next(...) 函數(shù)時(shí)，生成器函數(shù)會(huì)向前，執(zhí)行函數(shù)定義體中的下一個(gè) yield 語句，返回產(chǎn)出的值，并在函數(shù)定義體的當(dāng)前位置暫停，。最終，函數(shù)的定義體返回時(shí)，外層的生成器對象會(huì)拋出 StopIteration 異常，這一點(diǎn)與迭代器協(xié)議一致。

如今這一版 Sentence 類相較之前簡短多了，但是還不夠慵懶。 惰性 ，是如今人們認(rèn)為最好的特質(zhì)。惰性實(shí)現(xiàn)是指盡可能延后生成值，這樣做能節(jié)省內(nèi)存，或許還能避免做無用的處理。

目前實(shí)現(xiàn)的幾版 Sentence 類都不具有惰性，因?yàn)? __init__ 方法急迫的構(gòu)建好了文本中的單詞列表，然后將其綁定到 self.words 屬性上。這樣就得處理整個(gè)文本，列表使用的內(nèi)存量可能與文本本身一樣多（或許更多，取決于文本中有多少非單詞字符）。

re.finditer 函數(shù)是 re.findall 函數(shù)的惰性版本，返回的是一個(gè)生成器，按需生成 re.MatchObject 實(shí)例。我們可以使用這個(gè)函數(shù)來讓 Sentence 類變得懶惰，即只在需要時(shí)才生成下一個(gè)單詞。

標(biāo)準(zhǔn)庫提供了很多生成器函數(shù)，有用于逐行迭代純文本文件的對象，還有出色的 os.walk 函數(shù)等等。本節(jié)專注于通用的函數(shù)：參數(shù)為任意的可迭代對象，返回值是生成器，用于生成選中的、計(jì)算出的和重新排列的元素。

第一組是用于 過濾 的生成器函數(shù)：從輸入的可迭代對象中產(chǎn)出元素的子集，而且不修改元素本身。這種函數(shù)大多數(shù)都接受一個(gè)斷言參數(shù)(predicate)，這個(gè)參數(shù)是個(gè) 布爾函數(shù) ，有一個(gè)參數(shù)，會(huì)應(yīng)用到輸入中的每個(gè)元素上，用于判斷元素是否包含在輸出中。

以下為這些函數(shù)的演示：

第二組是用于映射的生成器函數(shù)：在輸入的單個(gè)/多個(gè)可迭代對象中的各個(gè)元素上做計(jì)算，然后返回結(jié)果。

以下為這些函數(shù)的用法：

第三組是用于合并的生成器函數(shù)，這些函數(shù)都可以從輸入的多個(gè)可迭代對象中產(chǎn)出元素。

以下為演示：

第四組是從一個(gè)元素中產(chǎn)出多個(gè)值，擴(kuò)展輸入的可迭代對象。

以下為演示：

第五組生成器函數(shù)用于產(chǎn)出輸入的可迭代對象中的全部元素，不過會(huì)以某種方式重新排列。

下面的函數(shù)都接受一個(gè)可迭代的對象，然后返回單個(gè)結(jié)果，這種函數(shù)叫“歸約函數(shù)”，“合攏函數(shù)”或“累加函數(shù)”，其實(shí)，這些內(nèi)置函數(shù)都可以用 functools.reduce 函數(shù)實(shí)現(xiàn)，但內(nèi)置更加方便，而且還有一些優(yōu)點(diǎn)。

參考教程：

《流暢的python》 P330 - 363