Python 拓展之迭代器

2022-05-30 01:30:13 字數 3330 閱讀 4458

今天來講講「迭代器」的內容，其實已經拖了好多天了，感覺再不寫就要忘記了。「迭代」相信對你來說已經不陌生了，我前面曾經專門用一篇文章來講，如果你已經沒有什麼印象的話，就再點進去看看（零基礎學習 python 之初識迭代）。

首先我們先來看一種檢查是否可迭代的方法：

>>> hasattr(list,'__iter__')


true
可以用上面的這種方法檢查已經學習過的其他預設型別的物件，比如字串，列表，字典等是否是可迭代的。

iter() 是乙個特殊方法，它是迭代規則的基礎，有了它，就說明物件是可迭代的。跟迭代有關的乙個內建函式 iter()，這個函式我們在之前的文章中介紹過，它返回的是乙個迭代器物件，比如像下面這樣：

>>> list1 = [1,2,3,4]


>>> iter_list = iter(list1)


>>> iter_list
從上述**的結果可以看出，iter_list 引用的是迭代器物件。那麼在這裡有乙個問題，iter_list 和 list1 有區別嗎？我們來試一下：

>>> hasattr(list1,'__iter__')


true


>>> hasattr(iter_list,'__iter__')


true
從上面看出它們都有iter，說明它們都是可迭代的。

>>> hasattr(list1,"__next__")


false


>>> hasattr(iter_list,"__next__")


true
我們把像 iter_list 所引用的物件那樣，稱之為「迭代器物件」。顯而易見的是，迭代器物件必然是可迭代的，反正則不一定。且 python 中迭代器物件實現的是next() 方法。

為了體現一下 python 在這的強大之處，我們先來寫乙個迭代器物件：

class myrange:


def __init__(self,n):


self.i = 1


self.n = n


def __iter__(self):


return self


def __next__(self):


if self.i <= self.n:


i = self.i


self.i += 1


return i


else:


raise stopiteration()


if __name__ == "__main__":


x = myrange(5)


print([i for i in x])
上述**的執行結果如下所示：

[1,2,3,4,5]
上述的**仿寫了類似 range() 的類，但是與 range() 又有所不同，除了結果不同以外還包括以下 2 點：

1.iter() 是類中的核心，它返回了迭代器的本身，乙個實現了iter() 方法的物件，就意味著它是可迭代的。

2.實現了next() 方法，從而使得這個物件是迭代器物件。

接下來我們來看看 range() 本身：

>>> a = range(5)


>>> hasattr(a,'__iter__')


true


>>> hasattr(a,'__next__')


false


>>> print(a)


range(0, 5)
由上面我們就可以看出，其實我們所寫的類和 range() 本身還是有很大區別的。

1.在 python 中，迭代器是遵循迭代協議的物件。我們可以使用 iter() 從任何序列得到迭代器（exp: list，turple，set and so on）。

2.當自己編寫迭代器的類的時候，其中實現iter() 和next() 方法，如果沒有元素的話，會引發 stopiteration 異常。

3.如果有很多值的話，列表會占用太多的記憶體，而迭代器則占用的更少，它從第乙個元素開始訪問，直到所有的元素被訪問完結束，只能向前衝，不能後退。

迭代器不僅僅是實用而已，而且也非常的有趣，讓我們來看下面的操作：

>>> list1 = [x**x for x in range(3)]


>>> list1


[1, 1, 4]


>>> for i in list1:print(i)


...114


>>> for i in list1:print(i)


...1


14
我們在上面重複兩次呼叫列表 list1 進行迴圈，都是能正常進行的，這個列表相當於乙個可以長久使用的東西，可以重複使用。

在 python 中，除了列表解析式以外，還可以做成元組解析式，方法也是非常的簡單：

>>> tuple1 = (x**x for x in range(3))


>>> tuple1


at 0x0000000001df16d8>


>>> for i in tuple1:print(i)


...114


>>> for i in tuple1:print(i)


...
對於 tuple1，我們可以看到它是乙個 generator 物件，關於這個是啥我們先不管，後面我會單獨來說的。當我們把它用到迴圈中的時候，它明顯是個一次性用品，再次使用的時候它就什麼也不顯示了。

>>> type(list1)


>>> type(tuple1)
由上面可以看出，list1 和 tuple1 是兩種不同的物件，它們之間的區別不僅僅是 tuple1 是乙個元組這麼簡單，它還是 generator。其它的我們先不管，你可以嘗試一下在互動模式下輸入 dir(tuple1)，檢視它是否有iter和next，我可以先告訴你，是有的。

既然是有的，那麼 tuple1 引用的就是乙個迭代器的物件，它的next() 方法促使它只能向前。

迭代器到這就寫完了，從內容來看迭代器確實有其過人之處，但是它不是萬能的，比如它只能向前，不能回退。還有乙個是迭代器並不適合在多執行緒的環境中對可變集合使用，現在這個東西看起來可能還是有點困難，如果以後有機會寫多執行緒的話，再做解釋。

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