教你理解掌握Python迭代器與生成器

學習python的過程中,迭代器與生成器是繞不開的話題, 什么是迭代器和生成器呢?

1、迭代和它的小伙伴們。

迭代,顧名思義就是不停的重復,但是總有累了結束的時候,來個小迭代感受一下。

#不停的獲得列表A中的成員,等全部獲得了就結束了
A =  [1,2,3,4]
for i in A:
    print(i)

這里list A 就是可迭代的對象,就是說list具有可以迭代的功能,也可以說,list實現了python中規定的迭代協議。
那么什么是python中規定的可迭代協議呢?
python 說:如果你能實現_iter_方法,并且返回一個可迭代的迭代器,我就說你是可迭代的對象。

class selfdef():
    def __iter__(self):
        return  selfiterator #這里selfiterator是一個可迭代的迭代器
   ......

那么什么是python中規定的迭代器呢?因為selfiterator實現了_next_方法,就稱它為迭代器,所以迭代器協議就是對象實現了_next_方法。滿足迭代器協議的稱之為迭代器

class selfiterator():
    def __init__(self):
        self.name = 'this is a iterator'
        self.num = 0
    def __next__(self):
        i = self.num
        if i > 10:
            self.num -= 1
            return  i
        else:
            raise StopIteration

for item in obj 這是python的語法糖,如果obj 是一個可迭代對象,它自動實現了先調用iter函數將其轉為迭代器,然后對迭代器不斷調用next方法,并將獲取的值賦予item,并自動處理異常。

讓我們分析一下list 來加深印象

list 可以像下面這樣來用,說明它是可迭代的對象,滿足可迭代協議,即內部實現了_iter_方法,返回了一個可迭代的迭代器

list =[1,2,3,4]
for item in list
    print (item)

class List:
    def __iter__(self):
        return iter(self) #調用了self.__iter()__函數返回底層的迭代器對象,該對象實現了__next__方法

list 是可迭代的對象,但它并不是可迭代的迭代器,因為它本身并沒有實現next方法,并不能通過next(list)來調用。

迭代器總結

1.對象-》實現iter方法變為可迭代對象-》實現next方法變為可迭代的迭代器
2.for...in...語法糖,自動實現了調用 iter 與 next

2、生成器-特殊的迭代器

python 中提供了2中迭代器生成方法
(1)列表表達式轉化

a = [x for x in range(5)] #[0,1,2,3,4]
b= (x for x in range(5)) #generator object

(2)生成器函數

#普通函數使用yield 代替return 函數變為生成器函數
#當調用這個“函數”的時候,它會立即返回一個迭代器,而不立即執行函數內容,直到調用其返回迭代器的next方法是才開始執行,直到遇到yield語句暫停。 
#生成器自動實現了迭代器協議 ,因此可以調用它的next方法
def count(n):
    while n > 0:
        yield n
        n -=1
cal = count(10) #返回一個迭代器
next(cal) #10
next(cal) #9
#或者仍使用語法糖
for i in count(10)
    print(i)

生成器的作用

(1)生成器主要是為簡化使用迭代器而生,生成器函數簡化了迭代器的實現,不用去實現復雜的iter與next函數,只需要一個yield:
(2)生成器實現了延遲執行,在進行大數據計算是節約大量內存,對比一下兩個計算方法

a = sum([x for x in range(10000)]) #需要分盤生成存儲10000個數的列表的內存
b = sum(x for x in range(10000)) #使用迭代器協議訪問生成器對象,不需要預先全部生成列表

(3)python 通過生成器實現了協程,即實現了單線程內,不同任務函數之間的協同工作。關于協程的使用我預計在下一部分結合進程線程進行學習總結。

看到這里,小伙伴們有

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