【Python3之叠代器，生成器】
一、可叠代對象和叠代器
1.叠代的概念
上一次輸出的結果為下一次輸入的初始值，重復的過程稱為叠代,每次重復即一次叠代，並且每次叠代的結果是下一次叠代的初始值
註：循環不是叠代
while True: #只滿足重復，因而不是叠代
print(‘====>‘)
2.可叠代的對象
內置__iter__方法的，都是可叠代的對象。
list是可叠代對象，dict是可叠代對象，set也是可叠代對象。
[1,2].__iter__()
‘hello‘.__iter__()
(1,2).__iter__()
{‘a‘:1,‘b‘:2}.__iter__()
{1,2,3}.__iter__()
例如：
x = [1, 2, 3] y = iter(x) z = iter(x) print(next(y)) print(next(y)) print(next(z)) print(type(x)) print(type(y))
輸出
1 2 1 <class ‘list‘> <class ‘list_iterator‘>
如下圖所示
這裏x是一個可叠代對象，y和z是兩個獨立的叠代器，叠代器內部持有一個狀態，該狀態用於記錄當前叠代所在的位置，以方便下次叠代的時候獲取正確的元素。
叠代器有一種具體的叠代器類型，比如list_iterator
set_iterator。可叠代對象實現了__iter__方法，該方法返回一個叠代器對象。
3.叠代器
- 1.為什麽要有叠代器？
對於沒有索引的數據類型，必須提供一種不依賴索引的叠代方式。
- 2.叠代器定義：
叠代器：可叠代對象執行__iter__方法，得到的結果就是叠代器，叠代器對象有__next__方法
它是一個帶狀態的對象，他能在你調用next()方法的時候返回容器中的下一個值，任何實現了__iter__和__next__()方法的對象都是叠代器，__iter__返回叠代器自身，__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
- 3.叠代器的實現
例：
i=[1,2,3].__iter__() print(i) #叠代器 print(i.__next__()) print(i.__next__()) print(i.__next__()) #print(i.__next__()) #拋出異常：StopIteration
輸出
<list_iterator object at 0x1019c3eb8> 1 2 3
每次調用next()方法的時候做兩件事：
- 為下一次調用
next()方法修改狀態 - 為當前這次調用生成返回結果
叠代器就像一個懶加載的工廠，等到有人需要的時候才給它生成值返回，沒調用的時候就處於休眠狀態等待下一次調用。
- 4.如何判斷叠代器對象和可叠代對象
from collections import Iterable,Iterator
‘abc‘.__iter__()
().__iter__()
[].__iter__()
{‘a‘:1}.__iter__()
{1,2}.__iter__()
f=open(‘a.txt‘,‘w‘)
f.__iter__()
#判斷是否為可叠代對象，以下都是
print(isinstance(‘abc‘,Iterable))
print(isinstance([],Iterable))
print(isinstance((),Iterable))
print(isinstance({‘a‘:1},Iterable))
print(isinstance({1,2},Iterable))
print(isinstance(f,Iterable))
#判斷是否為叠代器，只有文件是
print(isinstance(‘abc‘,Iterator))
print(isinstance([],Iterator))
print(isinstance((),Iterator))
print(isinstance({‘a‘:1},Iterator))
print(isinstance({1,2},Iterator))
print(isinstance(f,Iterator))
輸出
True True True True True True False False False False False True
可叠代對象：只有__iter__方法，執行該方法得到的叠代器對象
叠代器：有__iter__和__next__()方法
註：對於叠代器對象來說，執行__iter__方法，得到的結果仍然是它本身
- 5.叠代器的優點和缺點
優點：
1.提供了一種不依賴下標的叠代方式
2.就跌叠代器本身來說，更節省內存
缺點：
1. 無法獲取叠代器對象的長度
2. 不如序列類型取值靈活，是一次性的，只能往後取值，不能往前退
二、生成器
1.定義
生成器(generator)是一個特殊的叠代器，它的實現更簡單優雅，yield是生成器實現__next__()方法的關鍵。它作為生成器執行的暫停恢復點，可以對yield表達式進行賦值，也可以將yield表達式的值返回。
也就是說，yield是一個語法糖，內部實現支持了叠代器協議，同時yield內部是一個狀態機，維護著掛起和繼續的狀態。
yield的功能：
1.相當於為函數封裝好__iter__和__next__
2.return只能返回一次值，函數就終止了，而yield能返回多次值，每次返回都會將函數暫停，下一次next會從上一次暫停的位置繼續執行
例：
def counter(n):
print(‘start...‘)
i=0
while i < n:
yield i
i+=1
print(‘end...‘)
g=counter(5)
print(g)
print(next(g))
print(next(g))
print(next(g))
print(next(g))
print(next(g))
# print(next(g)) #會報錯
輸出
start... 0 1 2 3 4
2.生成器函數
- 生成器函數：常規函數定義，但是，使用yield語句而不是return語句返回結果。yield語句一次返回一個結果，在每個結果中間，掛起函數的狀態，以便下次重它離開的地方繼續執行；
普通函數return返回
def lay_eggs(num):
egg_list=[]
for egg in range(num):
egg_list.append(‘蛋%s‘ %egg)
return egg_list
yikuangdan=lay_eggs(10) #我們拿到的是蛋
print(yikuangdan)
輸出
[‘蛋0‘, ‘蛋1‘, ‘蛋2‘, ‘蛋3‘, ‘蛋4‘, ‘蛋5‘, ‘蛋6‘, ‘蛋7‘, ‘蛋8‘, ‘蛋9‘]
叠代器函數
def lay_eggs(num):
for egg in range(num):
res=‘蛋%s‘ %egg
yield res #生成器關鍵語法
print(‘下完一個蛋‘)
laomuji=lay_eggs(10) #我們拿到的是一只母雞
print(laomuji)
print(laomuji.__next__()) #叠代 蛋0
print(laomuji.__next__()) #蛋1
print(laomuji.__next__()) #蛋2
egg_l=list(laomuji)
print(egg_l)
輸出
蛋0 下完一個蛋 蛋1 下完一個蛋 蛋2 下完一個蛋 下完一個蛋 下完一個蛋 下完一個蛋 下完一個蛋 下完一個蛋 下完一個蛋 下完一個蛋 [‘蛋3‘, ‘蛋4‘, ‘蛋5‘, ‘蛋6‘, ‘蛋7‘, ‘蛋8‘, ‘蛋9‘]
3.生成器表達式
- 生成器表達式：類似於列表推導，但是，生成器返回按需產生結果的一個對象，而不是一次構建一個結果列表；
-
food=yield food_list
#g.send(‘food1‘),先把food1傳給yield，由yield賦值給food，然後返回給food_list,然後再往下執行，直到再次碰到yield，然後把yield後的返回值返回給food_list
例
註意：開始生成器不能send非空值
def eater(name): #協程函數
print(‘%s ready to eat‘ %name)
food_list=[]
while True:
food=yield food_list #裝飾器表達式
food_list.append(food)
print(‘%s start to eat %s‘ %(name,food))
g=eater(‘hexin‘)
print(g) #生成器
print(g.send(‘food1‘)) #傳值
輸出
Traceback (most recent call last):
<generator object eater at 0x1049030f8> #生成器對象
File "/Users/hexin/PycharmProjects/py3/day5/2.py", line 71, in <module>
print(g.send(‘food1‘))
TypeError: can‘t send non-None value to a just-started generator #開始生成器不能send非空值
- 初始化後
def eater(name): #協程函數
print(‘%s ready to eat‘ %name)
food_list=[]
while True:
food=yield food_list #裝飾器表達式
food_list.append(food)
print(‘%s start to eat %s‘ %(name,food))
g=eater(‘hexin‘)
print(g) #生成器
next(g) #等同於 g.send(None)，初始化
print(g.send(‘food1‘))
輸出
<generator object eater at 0x107cde258> hexin ready to eat hexin start to eat food1 [‘food1‘]
- 為了防止忘記初始化，可利用裝飾器進行初始化，如下
def deco(func): #初始化函數
def wrapper(*args,**kwargs):
res=func(*args,**kwargs)
next(res) #等同於 g.send(None)，初始化
return res
return wrapper
@deco #用初始化函數裝飾器,調用初始化函數
def eater(name): #協程函數
print(‘%s ready to eat‘ %name)
food_list=[]
while True:
food=yield food_list #裝飾器表達式
food_list.append(food)
print(‘%s start to eat %s‘ %(name,food))
g=eater(‘hexin‘)
# print(g) #生成器
# next(g) #等同於 g.send(None)，初始化
print(g.send(‘food1‘))
print(g.send(‘food2‘))
print(g.send(‘food3‘))
輸出
hexin ready to eat hexin start to eat food1 [‘food1‘] hexin start to eat food2 [‘food1‘, ‘food2‘] hexin start to eat food3 [‘food1‘, ‘food2‘, ‘food3‘]
【Python3之叠代器，生成器】