python(九)迭代器和生成器

一、迭代

迭代就是逐个并且单向访问容器 (这里的容器暂时指数据类型，比如list和dict) 中的元素的行为。举个例子：将一个长度为五的数组逐个从头到尾(即单向)打印的方式称之为迭代。如下图。

>>> list = [1,2,3,4,5]
>>> for i in list:
...     print i
...
1
2
3
4
5

二、迭代器

1、迭代器概念

迭代器简单的说就是可以对数据(这里指可以迭代的数据)进行迭代行为的对象。

可以通过以下两个方面描述迭代器[4]：

1）、iter 返回的是迭代器对象本身。用在for 和 in 上面。

2）、每次调用next() 方法返回迭代器的下一个元素，当没有元素可以返回就会抛出异常；

迭代器可以理解为可以逐个并单向访问容器中元素的游标。

而迭代器对象只能迭代一次，也就是返回最后的值后，再继续访问，只会返回异常。

下面举个例子(2)：

>>> list = [1,2,3,4,5]
>>> iterator = iter(list)
>>> iterator.next()
1
>>> iterator.next()
2
>>> iterator.next()
3
>>> iterator.next()
4
>>> iterator.next()
5
>>> iterator.next()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

2、迭代器的实现[4]:

接下通过定义一个迭代器来实现迭代功能, 这个是官方文档的例子[4]:

先定义（个人觉得这个例子不合适，有个更好的找不到，自己也暂时想不出）

class Counter(object):
    def __init__(self, low, high):
        self.current = low
        self.high = high
 
    def iter(self):
        'Returns itself as an iterator object'
        return self
 
    def next(self):
        'Returns the next value till current is lower than high'
        if self.current > self.high:
            raise StopIteration
        else:
            self.current += 1
            return self.current - 1

再实现

test1 = Counter(1,3).iter()
print "test1"
print next(test1)
print next(test1)
print next(test1)
 
test2 = Counter(1,3)
print "test2"
print next(test2)
print next(test2)
print next(test2)
print next(test2)

这是输出

#test1 的输出
test1
1
2
3
#test2 的输出
test2
1
2
3
StopIteration

注意test2的next调用超过里面的元素就会抛出异常

三、生成器

生成器也是迭代器，但比迭代器多了一个关键字yeild. 这个yield功能替代了迭代器的iter 和 next 功能。

我在参考的时候看到一个概况的很好的说法。

“yield 的作用就是把一个函数变成一个 generator，带有 yield 的函数不再是一个普通函数，Python 解释器会将其视为一个 generator，调用 fab(5) 不会执行 fab 函数，而是返回一个 iterable 对象(转自[2], 作者:廖雪峰)”

举个例子(3)，先定义一个生成器

def counter_generator(low, high):
    while low <= high:
       yield low
       low += 1

实现

i= counter_generator(1, 3)
print(i.next())
print(i.next())
print(i.next())
print(i.next())

输出

1
2
3
StopIteration

再举个例子(4)，先定义一个生成器

>>>  def fab(max):
...         n, a, b = 0, 0, 1
...         while n < max:
...            yield b
...            a, b = b, a + b
...            n = n + 1
>>>  f = fab(5)
>>>  print f.next() #这里返回的值可以当做 'b' 的值
1
>>>  print f.next()
1
>>>  print f.next()
2
>>>  print f.next()
3
>>>  print f.next()
5
>>>  print f.next()
StopIteration

---

参考：

[1] Python中iteration(迭代)、iterator(迭代器)、generator(生成器)等相关概念的理解[2]:
http://blog.csdn.net/dawningblue/article/details/72629362

[2] Python yield 使用浅析
https://www.ibm.com/developerworks/cn/opensource/os-cn-python-yield/

[3] Iterator - Python Wiki
https://wiki.python.org/moin/Iterator

[4] python官方文档定义

https://pymbook.readthedocs.io/en/latest/igd.html