python中的迭代器 Python中的迭代器漫談

2021-10-13 07:48:01 字數 1893 閱讀 3635

問題是在python中進行迴圈的時候產生的,熟悉python的都知道,它沒有類似其它語言中的for迴圈, 只能通過for in的方式進行迴圈遍歷。最典型的應用就是通過range函式產生乙個列表,然後用for in進行操作,如下:

#!/usr/bin/env python

for i in range(10):

print i

**的意義很好理解,range會產生乙個列表,用for in最這個列表進行遍歷,就有和類似for(i = 0;i

測試** 占用記憶體

range(100) 2.0mb

range(10000) 2.2mb

range(100000) 3.8mb

range(1000000) 19.5mb

range(10000000) 168.5mb

range(100000000) 1465.8mb

可以看到,隨著基數的加大,占用記憶體呈幾何倍數增加,顯然在進行大迴圈操作的時候,要避免使用range。

為了解決上述問題,python提供了另外乙個函式xrange,這個函式和range非常相似,但是占用記憶體比range會小很多,相關的說明可以檢視這裡,經過測試,用xrange產生的物件,不管引數是多少,占用記憶體幾乎都沒有變化。問題又來了,xrange內部是如何實現的,為什麼和range效能相差這麼大?為了驗證我的猜想,先嘗試用python實現類似xrange的函式zrange:

#!/usr/bin/env python

class zrange(object):

def __init__(self,stop):

self.__pointer=0

self.stop=stop

def __iter__(self):

return self

def next(self): #python3.0中,改用__next__

if self.__pointer  >= self.stop:

raise stopiteration

else:

self.__pointer = self.__pointer + 1

return self.__pointer-1

test = zrange(10000000)

for i in test:

print i

執行的結果和xrange一樣, 對zrange進行記憶體占用測試,發現和xrange一樣,引數的大小對記憶體占用幾乎沒有影響。那麼它和range的區別在**呢?

前面說到,range產生的是乙個列表,而無論是自定義的zrange還是系統內建的xrange產生的都是乙個物件,像xrange或者zrange產生的物件,就叫做可迭代物件, 它給外部提供了一種遍歷其內部元素,而不用關心其內部實現的方法。上面zrange的實現中, 最關鍵的實現是建立了乙個內部指標__pointer, 它記錄當前的訪問的位置, 下次的訪問就可以通過指標的狀態進行相應的操作。

python或者其它語言中,還有很多類似通過迭代的方式訪問物件內容的,如讀取乙個檔案中的內容:

#!/usr/bin/env python

f = open('zrange.py','r')

while true:

line = f.readline()

if not line:

break

print line.strip()

f.close()

大家都知道用readline要比reandlines節省資源,其實readline和readlines就類似於xrange和range,乙個是通過指標記錄當前位置,下次訪問把指標往前移動乙個單位,另外乙個是直接把所有內容存放到記憶體當中。檔案操作函式中,還可以通過seek手動的調整指標的位置,從而達到跳過或者重複讀取某些內容的目的。

可以說,迭代器的實現中,其內部指標是節省資源,讓迭代正常執行的關鍵。

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