迭代器與生成器

1、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物件。

迭代器物件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()。

字串，列表或元組物件都可用於建立迭代器：

list = [1, 2, 3, 4]
it = iter(list)

print(next(it))
print(next(it))
print(next(it))

輸出結果：

C:\Users\yzp\PycharmProjects\base_practice\Scripts\python.exe D:/00test/base_practice/01test.py
 
1
2
3

Process finished with exit code 0

迭代器物件可以使用常規for語句進行遍歷：

# -*- coding:utf -8 -*-

list = ['a', 'b', 'c', 'd']
it = iter(list)

for x in it:
    print(x, end=",")

執行結果：

C:\Users\yzp\PycharmProjects\base_practice\Scripts\python.exe D:/00test/base_practice/01test.py
a,b,c,d,
Process finished with exit code 0
 

也可以使用 next() 函式：

# -*- coding:utf-8 -*-
import sys

list = [1, 2, 3, 4]
it = iter(list)

while True:
    try:
        print(next(it))
    except StopIteration:
        sys.exit()

執行結果：

C:\Users\yzp\PycharmProjects\base_practice\Scripts\python.exe D:/00test/base_practice/01test.py
1
2
3
4

Process finished with exit code 0
 

把一個類作為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物件程式設計，就知道類都有一個建構函式，Python 的建構函式為 __init__(), 它會在物件初始化的時候執行。 __iter__() 方法返回一個特殊的迭代器物件， 這個迭代器物件實現了__next__() 方法並通過 StopIteration 異常標識迭代的完成。 __next__() 方法（Python 2 裡是 next()）會返回下一個迭代器物件。 建立一個返回數字的迭代器，初始值為 1，逐步遞增 1：

# -*- coding:utf-8 -*-


class MyNumber:
    def __iter__(self):
        self.a = 1
        return self

    def __next__(self):
        x = self.a
        self.a += 1
        return x


myclass = MyNumber()
myiter = iter(myclass)
print(next(myiter))
print(next(myiter))
print(next(myiter))
print(next(myiter))

執行結果：

C:\Users\yzp\PycharmProjects\base_practice\Scripts\python.exe D:/00test/base_practice/01test.py
1
2
3
4

Process finished with exit code 0

2、StopIteration

StopIteration 異常用於標識迭代的完成，防止出現無限迴圈的情況，在 __next__() 方法中我們可以設定在完成指定迴圈次數後觸發 StopIteration 異常來結束迭代。

在 20 次迭代後停止執行：

# -*- coding:utf-8 -*-


class MyNumber:
    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 = MyNumber()
myiter = iter(myclass)
for i in myiter:
    print(i, end=",")

執行結果：

C:\Users\yzp\PycharmProjects\base_practice\Scripts\python.exe D:/00test/base_practice/01test.py
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,
Process finished with exit code 0

3、生成器

在 Python 中，使用了 yield 的函式被稱為生成器（generator）。

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

在呼叫生成器執行的過程中，每次遇到 yield 時函式會暫停並儲存當前所有的執行資訊，返回 yield 的值, 並在下一次執行 next() 方法時從當前位置繼續執行。

呼叫一個生成器函式，返回的是一個迭代器物件。

以下例項使用 yield 實現斐波那契數列：

# -*- coding:utf-8 -*-

import sys


def fibonacci(n):
    a, b ,counter = 0, 1, 0
    while True:
        if counter > n:
            return
        yield a
        a, b = b, a+b
        counter += 1


f = fibonacci(10)

while True:
    try:
        print(next(f), end=",")
    except StopIteration:
        sys.exit()

執行結果：

C:\Users\yzp\PycharmProjects\base_practice\Scripts\python.exe D:/00test/base_practice/01test.py
0,1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,
Process finished with exit code 0

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