终于理解Python中的迭代器和生成器了！

迭代器和生成器

目录

• 迭代器和生成器
  • 可迭代对象和迭代器
    • 基础概念
    • 判断
    • for循环本质
    • 不想用for循环迭代了，如何使用迭代器？
    • 列表推导式
  • 生成器Generator
    • 概念
    • 如何实现和使用？
  • 生成器，迭代器，可迭代对象之间的关系
  • 应用举例
    • 1.给定一个list和一个指定数字，求这个数字在list中的位置
    • 2.给定两个序列，判定第一个是不是第二个的子序列
    • 3.计算0-9数字的平方和

可迭代对象和迭代器

基础概念

• 所有的可迭代对象均内置了_iter_()方法，调用iter()方法，返回值就是一个迭代器
• 迭代器中内置了_next_()方法，调用该方法，会返回迭代器对象的每个元素，因此迭代就是从迭代器中取元素的过程
• python中的列表、字典、元组、字符串都是可迭代对象，可迭代对象都可以用for循环实现迭代遍历。

判断

from collections.abc import Iterable, Iterator
a = [1, 2, 3]
b = iter(a) # 可迭代对象调用内置iter()方法返回一个迭代器
isinstance(a, Iterable)
isinstance(b, Iterator)
isinstance(b, Iterable)

for循环本质

调用可迭代对象的_iter_()方法，得到该对象对应的迭代器对象，然后无限调用_next_()方法，得到对象中的每一个元素，直到Stopiteration异常，代表迭代器中已无下一个元素，for循环自动处理该异常，跳出循环。

# 字典的键，值，键值对都是可迭代对象
for key in {'one':1, 'two':2}:
    print(key)
# 字符串是可迭代对象
for char in "123":
    print(char)
# 打开的text同样是可迭代对象
for line in open("myfile.txt"):
    print(line, end='')

不想用for循环迭代了，如何使用迭代器？

1. 先调用容器（以字符串为例）的iter()函数
2. 再使用 next() 内置函数来调用 __next__() 方法
3. 当元素用尽时，__next__() 将引发 StopIteration 异常

列表推导式

• 用 []

li = [i for i in range(10)]
print(li)
# [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
# 每个元素在生成后都会存在内存中，如果元素很多，就会占用很大的存储空间

迭代器实现一个列表：[i for i in range(1000)]，

生成器Generator

概念

在Python中，我们把一边循环一边计算的机制，称为生成器。生成器也是一种迭代器，但由于它们并没有把所有的值存在内存中，而是在运行时生成值，因此只能迭代一次。

如何实现和使用？

1.生成器表达式

• 用（）

ge = (i for i in range(10))
print(li)
# <generator object <genexpr> at 0x7f4f446a21d0>
next(ge)
# 0

• 生成器表达式可以认为是一种特殊的生成器函数，返回生成器对象，一次只返回一个值

2.带有关键字yield的函数

• 程序运行到yied这一行的时候，生成器调用next()函数生成一个值，同时暂停程序，直到下次调用next()函数时才激活，从上次离开的位置恢复执行

def reverse(data):
    for index in range(len(data)):
        yield data[index]
    print("大大")
# reverse('golf'), 此条语句返回一个生成器对象（也是可迭代对象），for循环实现遍历没毛病
for char in reverse('golf'):
    print(char)
# 输出
g
o
l
f
大大
# 遍历方法2
char = reverse('golf') # 返回一个生成器对象，<generator object reverse at 0x7f71c8124250>
print(next(char))
print(next(char))
print(next(char))
print(next(char))
print(next(char))
# 输出
g
o
l
f
大大
---------------------------------------------------------------------------
StopIteration                             Traceback (most recent call last)

生成器，迭代器，可迭代对象之间的关系

• 容器（列表，元组，字典，集合）是可迭代对象，可迭代对象调用 iter() 函数，可以得到一个迭代器。迭代器可以通过 next() 函数来得到下一个元素，从而支持遍历。
• 生成器是一种特殊的迭代器（注意这个逻辑关系反之不成立）。使用生成器，你可以写出来更加清晰的代码；合理使用生成器，可以降低内存占用、优化程序结构、提高程序速度。

应用举例

1.给定一个list和一个指定数字，求这个数字在list中的位置

def index_normal(L, target):
    result = []
    for i, num in enumerate(L):
        if num == target:
            result.append(i)
    return result

print(index_normal([1, 6, 2, 4, 5, 2, 8, 6, 3, 2], 2))

# 使用生成器
def index_generator(L, target):
    for i, num in enumerate(L):
        if num == target:
            yield i
# index_generator会返回一个生成器对象，需要使用list转换为列表后，才能print输出
print(list(index_generator([1, 6, 2, 4, 5, 2, 8, 6, 3, 2], 2)))
# 输出
[2, 5, 9]

2.给定两个序列，判定第一个是不是第二个的子序列

解析：序列就是列表，子序列指的是一个列表的元素在第二个列表中都按顺序出现，但是并不必挨在一起

def is_subsequence(a, b):
    b = iter(b) # 把列表b转化成一个迭代器
    return all(i in b for i in a)
    # （i for i in a），将列表a初始化为一个生成器，可以遍历对象a
    # i in b，判断生成器next()函数遍历a的指是否在迭代器b调用next()得到的对象中
    # all函数,判断一个迭代器的元素是否全部为True

print(is_subsequence([1, 3, 5], [1, 2, 3, 4, 5]))
print(is_subsequence([1, 4, 3], [1, 2, 3, 4, 5]))
# 输出
True
False

3.计算0-9数字的平方和

sum(i*i for i in range(10))
# 285

参考文章：

[1]https://zhuanlan.zhihu.com/p/76831058

[2]https://blog.csdn.net/baidu_28289725/article/details/80622454

[3]https://time.geekbang.org/column/article/101521?utm_source=pinpaizhuanqu&utm_medium=geektime&utm_campaign=guanwang&utm_term=guanwang&utm_content=0511

写在最后：

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