迭代器 生成器

1. 迭代器

迭代器是访问集合元素的一种方式。迭代器对象从集合的第一个元素开始访问,知道所有的元素被访问完结束。迭代器只能往前不会后退,不过这也没什么,因为人们很少在迭代途中往后退。

1.1 使用迭代器的优点

对于原生支持随机访问的数据结构(如tuple、list),迭代器和经典for循环的索引访问相比并无优势,反而丢失了索引值(可以使用内建函数enumerate()找回这个索引值)。但对于无法随机访问的数据结构(比如set)而言,迭代器是唯一的访问元素的方式。

另外,迭代器的一大优点是不要求事先准备好整个迭代过程中所有的元素。迭代器仅仅在迭代到某个元素时才计算该元素,而在这之前或之后,元素可以不存在或者被销毁。这个特点使得它特别适合用于遍历一些巨大的或是无限的集合,比如几个G的文件,或是斐波那契数列等等。

迭代器更大的功劳是提供了一个统一的访问集合的接口,只要定义了__iter__()方法对象,就可以使用迭代器访问。

迭代器有两个基本的方法

  • next方法:返回迭代器的下一个元素
  • __iter__方法:返回迭代器对象本身

下面用生成斐波那契数列为例子,说明为何用迭代器

代码1

 def fab(max):
    n, a, b = 0, 0, 1
    while n < max:
        print b
        a, b = b, a + b
        n = n + 1

直接在函数fab(max)中用print打印会导致函数的可复用性变差,因为fab返回None。其他函数无法获得fab函数返回的数列。

代码2

 def fab(max):
    L = []
    n, a, b = 0, 0, 1
    while n < max:
        L.append(b)
        a, b = b, a + b
        n = n + 1
    return L

代码2满足了可复用性的需求,但是占用了内存空间,最好不要。

代码3

对比

 for i in range(1000): pass
 for i in xrange(1000): pass

前一个返回1000个元素的列表,而后一个在每次迭代中返回一个元素,因此可以使用迭代器来解决复用可占空间的问题

 class Fab(object):
    def __init__(self, max):
        self.max = max
        self.n, self.a, self.b = 0, 0, 1 

    def __iter__(self):
        return self 

    def next(self):
        if self.n < self.max:
            r = self.b
            self.a, self.b = self.b, self.a + self.b
            self.n = self.n + 1
            return r
        raise StopIteration()

执行

?


1

2

3

4

5

6

7

8

9

>>> for key in Fabs(5):

    print key

    

1

1

2

3

5

Fabs 类通过 next() 不断返回数列的下一个数,内存占用始终为常数  

1.2 使用迭代器

使用内建的工厂函数iter(iterable)可以获取迭代器对象:

?


1

2

3

4

>>> lst = range(5)

>>> it = iter(lst)

>>> it

<listiterator object at 0x01A63110>

使用next()方法可以访问下一个元素:

?


1

2

3

4

5

6

>>> it.next()

0

>>> it.next()

1

>>> it.next()

2

python处理迭代器越界是抛出StopIteration异常

?


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

>>> it.next()

3

>>> it.next

<method-wrapper ‘next‘ of listiterator object at 0x01A63110>

>>> it.next()

4

>>> it.next()

Traceback (most recent call last):

  File "<pyshell#27>", line 1, in <module>

    it.next()

StopIteration

了解了StopIteration,可以使用迭代器进行遍历了

lst = range(5)
it = iter(lst)
try:
    while True:
        val = it.next()
        print val
except StopIteration:
    pass

结果

?


1

2

3

4

5

6

>>>

0

1

2

3

4

事实上,因为迭代器如此普遍,python专门为for关键字做了迭代器的语法糖。在for循环中,Python将自动调用工厂函数iter()获得迭代器,自动调用next()获取元素,还完成了检查StopIteration异常的工作。如下

>>> a = (1, 2, 3, 4)
>>> for key in a:
    print key

1
2
3
4

首先python对关键字in后的对象调用iter函数迭代器,然后调用迭代器的next方法获得元素,直到抛出StopIteration异常。

1.3 定义迭代器

下面一个例子——斐波那契数列

# -*- coding: cp936 -*-
class Fabs(object):
    def __init__(self,max):
        self.max = max
        self.n, self.a, self.b = 0, 0, 1  #特别指出:第0项是0,第1项是第一个1.整个数列从1开始
    def __iter__(self):
        return self
    def next(self):
        if self.n < self.max:
            r = self.b
            self.a, self.b = self.b, self.a + self.b
            self.n = self.n + 1
            return r
        raise StopIteration()

print Fabs(5)
for key in Fabs(5):
    print key
    

结果

?


1

2

3

4

5

6

<__main__.Fabs object at 0x01A63090>

1

1

2

3

5

回到顶部

2. 生成器

带有 yield 的函数在 Python 中被称之为 generator(生成器),几个例子说明下(还是用生成斐波那契数列说明)

可以看出代码3远没有代码1简洁,生成器(yield)既可以保持代码1的简洁性,又可以保持代码3的效果

代码4 

def fab(max):
    n, a, b = 0, 0, 1
    while n < max:
        yield b
        a, b = b, a + b
        n = n + 1

执行

?


1

2

3

4

5

6

7

8

9

>>> for n in fab(5):

    print n

    

1

1

2

3

5

简单地讲,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!在 for 循环执行时,每次循环都会执行 fab 函数内部的代码,执行到 yield b 时,fab 函数就返回一个迭代值,下次迭代时,代码从 yield b 的下一条语句继续执行,而函数的本地变量看起来和上次中断执行前是完全一样的,于是函数继续执行,直到再次遇到 yield。看起来就好像一个函数在正常执行的过程中被 yield 中断了数次,每次中断都会通过 yield 返回当前的迭代值。

也可以手动调用 fab(5) 的 next() 方法(因为 fab(5) 是一个 generator 对象,该对象具有 next() 方法),这样我们就可以更清楚地看到 fab 的执行流程:

?


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

>>> f = fab(3)

>>> f.next()

1

>>> f.next()

1

>>> f.next()

2

>>> f.next()

Traceback (most recent call last):

  File "<pyshell#62>", line 1, in <module>

    f.next()

StopIteration

return作用

在一个生成器中,如果没有return,则默认执行到函数完毕;如果遇到return,如果在执行过程中 return,则直接抛出 StopIteration 终止迭代。例如

?


1

2

3

4

5

6

7

8

9

>>> s = fab(5)

>>> s.next()

1

>>> s.next()

Traceback (most recent call last):

  File "<pyshell#66>", line 1, in <module>

    s.next()

StopIteration

代码5  文件读取

 def read_file(fpath):
    BLOCK_SIZE = 1024
    with open(fpath, ‘rb‘) as f:
        while True:
            block = f.read(BLOCK_SIZE)
            if block:
                yield block
            else:
                return

如果直接对文件对象调用 read() 方法,会导致不可预测的内存占用。好的方法是利用固定长度的缓冲区来不断读取文件内容。通过 yield,我们不再需要编写读文件的迭代类,就可以轻松实现文件读取。

时间: 2024-10-14 03:52:44

迭代器 生成器的相关文章

Day4 - 迭代器&amp;生成器、装饰器、Json &amp; pickle 数据序列化、软件目录结构规范

---恢复内容开始--- 本节内容 迭代器&生成器 装饰器 Json & pickle 数据序列化 软件目录结构规范 作业:ATM项目开发 1.列表生成式,迭代器&生成器 列表生成式 需求:列表a = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9],要求把列表里的每个值加1 1 a = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] 2 b = [] 3 for i in a: 4 b.append(i+1) 5 a = b 6 print(a) 普通青

函数嵌套 ,名称空间与作用域 ,闭包函数 ,装饰器 ,迭代器, 生成器 三元表达式,列表解析,生成器表达式 递归与二分法, 内置函数

函数嵌套名称空间与作用域闭包函数装饰器迭代器生成器三元表达式,列表解析,生成器表达式递归与二分法内置函数--------------------------------------------函数的嵌套调用:在调用一个函数的过程中,又调用了其他函数函数的嵌套定义:在一个函数的内部,又定义另外一个函数def max(x,y): if x>y: return x else: return ydef max1(a,b,c,d): res=max(a,b) res2=max(res,c) res3=ma

[python]--迭代器,生成器补充

在python中,list,string,dict都是可迭代对象,可以通过for语句遍历. 迭代器 迭代器对象要求支持迭代器协议的对象,在python中,支持迭代器协议就算实现对象的__iter__()和next()方法.其中__iter__()方法返回迭代器对象本身; next()方法返回容器的下一个元素,在结尾时引发StopIteration异常 __iter__()和next()方法 这两个方法是迭代器最基本的方法,一个用来获得迭代器对象,一个用来获取容器中的下一个元素. 对于可迭代对象,

Python(四)装饰器、迭代器&生成器、re正则表达式、字符串格式化

本章内容: 装饰器 迭代器 & 生成器 re 正则表达式 字符串格式化 装饰器 装饰器是一个很著名的设计模式,经常被用于有切面需求的场景,较为经典的有插入日志.性能测试.事务处理等.装饰器是解决这类问题的绝佳设计,有了装饰器,我们就可以抽离出大量函数中与函数功能本身无关的雷同代码并继续重用.概括的讲,装饰器的作用就是为已经存在的对象添加额外的功能. 先定义一个基本的装饰器: ########## 基本装饰器 ########## def orter(func):    #定义装饰器     de

day4装饰器-迭代器&amp;&amp;生成器

一.装饰器 定义:本质是函数,(装饰其他函数)就是为其它函数添加附加功能 原则:1.不能修改被装饰的函数的源代码 2.不能修改被装饰的函数的调用方式 实现装饰器知识储备: 1.函数及“变量” 2.高阶函数 a.把一个函数名当做实参传给另一个函数(在不修改被装饰器函数源代码的情况下为其添加新功能) b.返回值中包含函数名 3.嵌套函数 高阶函数+嵌套函数 = 装饰器 延迟3秒 import time def test1(): time.sleep(3) print('in the test1')

函数---迭代器&amp;生成器&amp;列表解析&amp;三元表达式

可迭代对象:obj.__iter__ 迭代器:iter1=obj.__iter() 1iter1.__next__ 2iter2.__next__ 迭代器: 优点:不依赖索引 惰性计算,节省内存 缺点: 不如按照索引的取值方便 一次性,只能往后取,不能回退 迭代器的应用: 提供了一种不依赖索引的统一的迭代方法 惰性计算,比如取文件的每一行 判断可是否是可迭代对象和迭代器 from collections import Iterable, Iterator # 导入模块功能 isinstance(

Python装饰器、迭代器&amp;生成器、re正则表达式、字符串格式化

Python装饰器.迭代器&生成器.re正则表达式.字符串格式化 本章内容: 装饰器 迭代器 & 生成器 re 正则表达式 字符串格式化 装饰器 装饰器是一个很著名的设计模式,经常被用于有切面需求的场景,较为经典的有插入日志.性能测试.事务处理等.装饰器是解决这类问题的绝佳设计,有了装饰器,我们就可以抽离出大量函数中与函数功能本身无关的雷同代码并继续重用.概括的讲,装饰器的作用就是为已经存在的对象添加额外的功能. 先定义一个基本的装饰器: ########## 基本装饰器 ########

Python 迭代器&amp;生成器,装饰器,递归,算法基础:二分查找、二维数组转换,正则表达式,作业:计算器开发

本节大纲 迭代器&生成器 装饰器  基本装饰器 多参数装饰器 递归 算法基础:二分查找.二维数组转换 正则表达式 常用模块学习 作业:计算器开发 实现加减乘除及拓号优先级解析 用户输入 1 - 2 * ( (60-30 +(-40/5) * (9-2*5/3 + 7 /3*99/4*2998 +10 * 568/14 )) - (-4*3)/ (16-3*2) )等类似公式后,必须自己解析里面的(),+,-,*,/符号和公式,运算后得出结果,结果必须与真实的计算器所得出的结果一致 迭代器&

python_day04 函数嵌套 名称空间和作用域 闭包 装饰器 迭代器 生成器 列表解析 三元表达式 生成器表达式

本节课重要知识点内容如下: 函数嵌套 名称空间和作用域 闭包 装饰器 迭代器 生成器 列表解析 三元表达式 生成器表达式 1.函数嵌套 函数的嵌套调用:在调用一个函数的过程中,又调用了其他函数函数的嵌套定义:在一个函数的内部,又定义另外一个函数 def bar(): print('from nbar')def foo(): print('from foo') bar()foo()def max2(x,y): if x > y: return x else: return ydef max4(a,

python学习第十三天 迭代器 生成器

1.函数复习总结 # 函数 -- 2天 # 函数的定义和调用 # def 函数名(形参): #函数体 #return 返回值 #调用 函数名(实参) # 站在形参的角度上 : 位置参数,*args,默认参数(陷阱),**kwargs # 站在实参的角度上 : 按照位置传,按照关键字传 # 返回值:没有返回值 返回一个值 返回多个值 # 接收返回值:没有返回值不接收,返回一个值用一个变量接收,返回多个值用一个变量或者对应数目的变量接收 # 闭包函数 -- 在内部函数引用外部函数的变量 # 装饰器函