迭代器與生成器

用一種方法,最好是只有一種方法來做一件事

迭代器的用途:

  1. for ... in 循環
  2. 遍歷文件等
  3. 列表推導,字典推導,集合推導
  4. 元組拆包
  5. 調用函數時,使用* 拆包實參
可迭代對象

首先我們來分析一下序列可迭代的原因:iter函數
解釋器需要迭代對象x時,會自動調用iter(x),內置的iter有如下作用

  1. 檢查對象是否實現了__iter__方法,如果實現了就調用他,獲取一個迭代器
 def __iter__(self):
        return iter(self._components)
  1. 如果沒有實現,但是實現了__getitem__,Python會創建一個迭代器,嘗試依次獲取元素
    def __getitem__(self, index):
        cls = type(self)
        if isinstance(index, slice):
            return cls(self._components[index])
        elif isinstance(index, numbers.Integral):
            return self._components[index]
        else:
            msg = '{.__name__} indices must be integers'
            raise TypeError(msg.format(cls))
  1. 如果失敗了,就會拋出TypeError異常

從 Python 3.4 開始,檢查對象 x 能否可迭代,最準確的方法是:調用 iter(x) 函 數,如果不可迭代,再處理 TypeError 異常。這比使用 isinstance(x, abc.Iterable) 更準確,因為 iter(x) 函數會考慮到遺留的 getitem 方法, 而 abc.Iterable 類則不考慮。

只要實現了上述任意一個方法,我們就可以說該對象是可迭代對象

迭代器

若一個類想成為迭代器需實現

  1. 方法 __next__
  2. __iter__

使用:

it = iter(obj)
while True:
       try:
           print(next(it))
         except StopIteration:
            del it
            break

檢 查對象 x 是否為迭代器最好的方式是調用 isinstance(x, abc.Iterator)。得益 于 Iterator.subclasshook 方法,即使對象 x 所屬的類不是 Iterator 類的 真實子類或虛擬子類,也能這樣檢查。


有同學看到這里就不禁疑問,迭代器和可迭代對象,到底有啥區別 ???

可迭代的對 象有個 iter 方法,每次都實例化一個新的迭代器;而迭代器要實現 next 方 法,返回單個元素,此外還要實現 iter 方法,返回迭代器本身。 因此,迭代器可以迭代,但是可迭代的對象不是迭代器。


那我能不能將一個類實現為即是可迭代對象又是迭代器呢? 可能我們都不會意識到 這叫反模式

迭代器模式的適用性總結:

  • 訪問一個聚合對象的內容而無需暴露它的內部表示
  • 支持對聚合對象的多種遍歷
  • 為遍歷不同的聚合結構提供一個統一的接口(即支持多態迭代)

為了“支持多種遍歷”,必須能從同一個可迭代的實例中獲取多個獨立的迭代器,而且各個 迭代器要能維護自身的內部狀態,因此這一模式正確的實現方式是,每次調用 iter(my_iterable) 都新建一個獨立的迭代器。這就是為什么需要定義 迭代器類。

import re
import reprlib

RE_WORD = re.compile('\w+')


class Sentence:

    def __init__(self, text):
        self.text = text
        self.words = RE_WORD.findall(text)

    def __repr__(self):
        return 'Sentence(%s)' % reprlib.repr(self.text)

    def __iter__(self):  
        return SentenceIterator(self.words)  


class SentenceIterator:

    def __init__(self, words):
        self.words = words  
        self.index = 0  

    def __next__(self):
        try:
            word = self.words[self.index]  
        except IndexError:
            raise StopIteration() 
        self.index += 1  
        return word  

    def __iter__(self):  
        return self

在很多情況下,迭代器的遍歷實現可以使用生成器來實現

生成器

生成器函數的工作原理
由一個生成器函數返回一個生成器對象,該函數使用yield關鍵字產出數據元素,一般情況下,一個生成器函數包含一個不斷yield的循環,每次迭代都會訪問下一個yield的產出數據

    def __iter__(self):
        for match in RE_WORD.finditer(self.text):  # <2>
            yield match.group()
def geb_AB():
    print("start")
    yield "A"
    print("continue")
    yield "B"
    print("end")
列表推導
[x*3 for x  in gen_AB()]
生成器表達式
res = (x*3 for x in gen_AB()) # 僅僅返回一個生成器

只有在for 循環迭代的時候,才會真正執行gen_AB的函數體,每次執行一個yield

yield from

如果生成器函數需要產出另外一個生成器的值,一般會使用嵌套的for循環解決

def chain(*iterable):
    for it  in iterable:
          for v in it:
                 yield v

s = "abcde"
t = tuple(2,4,5,6,6,7,)
list(chain(s,t))

如果是使用yield from

def chain(*iterable):
       for it in iterable:
              yield from it
iter 函數

iter函數有個極少使用的方式:接收兩個入參,第一個是可調用對象或者函數,第二個為哨兵符,遇到到哨兵符就會拋出StopIteration.

def random_s():
     return randint(1,6)

d_it = iter(random_s, 1) # 當遇到1時停止
for roll in d_it:
     print(roll)
with open('mydata.txt') as fp:
        for line in iter(fp.reandline, "\n"):
               process_line(line)

下面貼幾張標準庫生成器函數


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