Python 迭代器
搞懂Python函数的定义与调用
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:
list = ["dog","cat","cow","lion","wolf"]
# 创建迭代器对象
it = iter(list)
for x in it:
print (x, end=" ")
执行结果:
也可以使用 next() 函数:
import sys # 引入 sys 模块
list = ["dog","cat","cow","lion","wolf"]
# 创建迭代器对象
it = iter(list)
while True:
try:
print (next(it))
except StopIteration:
sys.exit()
执行结果:
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。
创建一个返回数字的迭代器,初始值为 1,逐步递增 1:
class NumberCount:
def __iter__(self):
self.number = 1
return self
def __next__(self):
x = self.number
self.number += 1
return x
y = NumberCount()
z = iter(y)
print(next(z))
print(next(z))
print(next(z))
执行结果:
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 5 次迭代后停止执行:
class NumberCount:
def __iter__(self):
self.number = 1
return self
def __next__(self):
if self.number <= 5:
x = self.number
self.number += 1
return x
else:
raise StopIteration
y = NumberCount()
z = iter(y)
for x in z:
print(x)
执行结果:
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:
import sys # 引入 sys 模块
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()
执行结果:
0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55
迭代器的for循环工作
正如我们在上面的示例中看到的那样,for循环能够自动迭代列表。
实际上,for循环可以迭代任何可迭代的对象。让我们仔细看看如何for在Python中实际实现循环。
实际上是实现为。
因此,在内部,for循环iter_obj通过调用iter()iterable来创建迭代器对象。
具有讽刺意味的是,这个for循环实际上是一个无限的while循环。
在循环内部,它调用next()以获取下一个元素,并for使用该值执行循环的主体。在所有物品耗尽之后,StopIteration将其抬起并在内部捕获,并结束循环。请注意,任何其他类型的异常都将通过。