• 理解Python的迭代器(转)


    原文地址: http://python.jobbole.com/81916/

    另外一篇文章: http://www.cnblogs.com/kaituorensheng/p/3826911.html

    什么是迭代

    可以直接作用于for循环的对象统称为可迭代对象(Iterable)。

    可以被next()函数调用并不断返回下一个值的对象称为迭代器(Iterator)。

    所有的Iterable均可以通过内置函数iter()来转变为Iterator。

    对迭代器来讲,有一个__next()就够了。在你使用for 和 in 语句时,程序就会自动调用即将被处理的对象的迭代器对象,然后使用它的__next()方法,直到监测到一个StopIteration异常。

    >>> L = [1,2,3]
    >>> [x**2 for x in L]
    [1, 4, 9]
    >>> next(L)
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    TypeError: 'list' object is not an iterator
    >>> I=iter(L)
    >>> next(I)
    1
    >>> next(I)
    2
    >>> next(I)
    3
    >>> next(I)
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    StopIteration
    

    上面例子中,列表L可以被for进行循环但是不能被内置函数next()用来查找下一个值,所以L是Iterable。

    L通过iter进行包装后设为I,I可以被next()用来查找下一个值,所以I是Iterator。

    题外话:

    内置函数iter()仅仅是调用了对象的__iter()方法,所以list对象内部一定存在方法__iter()
    内置函数next()仅仅是调用了对象的__next()方法,所以list对象内部一定不存在方法__next(),但是Itrator中一定存在这个方法。
    for循环内部事实上就是先调用iter()把Iterable变成Iterator在进行循环迭代的。

    >>> L = [4,5,6]
    >>> I = L.__iter__()
    >>> L.__next__()
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    AttributeError: 'list' object has no attribute '__next__'
    >>> I.__next__()
    4
    >>> from collections import Iterator, Iterable
    >>> isinstance(L, Iterable)
    True
    >>> isinstance(L, Iterator)
    False
    >>> isinstance(I, Iterable)
    True
    >>> isinstance(I, Iterator)
    True
    >>> [x**2 for x in I]    
    [25, 36]
    

    Iterator继承自Iterable,从下面的测试中可以很方便的看到Iterator包含__iter()和next()方法,而Iteratble仅仅包含__iter()。

    >>> from collections import Iterator, Iterable
    >>> help(Iterator)
    Help on class Iterator:
     
    class Iterator(Iterable)
       Method resolution order:
           Iterator
           Iterable
           builtins.object   
     **注解:从这里可以看出Iterable继承自object, Iterator继承自Iterable。
       Methods defined here:
     
       __iter__(self)
     
       __next__(self)
           Return the next item from the iterator. When exhausted, raise StopIteration
    ......
    >>> help(Iterable)
    Help on class Iterable:
     
    class Iterable(builtins.object)
       Methods defined here:
     
       __iter__(self)
    

    iterable需要包含有__iter()方法用来返回iterator,而iterator需要包含有__next()方法用来被循环

    如果我们自己定义迭代器,只要在类里面定义一个 iter() 函数,用它来返回一个带 next() 方法的对象就够了。

    直接上代码

    class Iterable:
        def __iter__(self):
            return Iterator()
     
    class Iterator:
        def __init__(self):
            self.start=-1
        def __next__(self):
            self.start +=2
            if self.start >10:
                raise StopIteration
            return self.start
     
    I = Iterable()
    for i in I:
        print(i)
    

    上面的代码实现的是找到10以内的奇数,代码中的类名可以随便取,不是一定需要使用我上面提供的类名的。

    如果在Iterator的__next__方法中没有实现StopIteration异常,那么则是表示的全部奇数,那么需要在调用的时候设置退出循环的条件。

    class Iterable:
        def __iter__(self):
            return Iterator()
     
    class Iterator:
        def __init__(self):
            self.start=-1
        def __next__(self):
            self.start +=2
            return self.start
     
    I = Iterable()
    for count, i in zip(range(5),I):    #也可以用内置函数enumerate来实现计数工作。
        print(i)
    

    我们通过range来实现打印多少个元素,这里表示打印5个元素,返回结果和上面一致。

    当然,我们可以把这两个类合并在一起,这样实现程序的简练。
    最终版本如下

    class Iterable:
        def __iter__(self):
            return self
        def __init__(self):
            self.start=-1
        def __next__(self):
            self.start +=2
            if self.start >10:
                raise StopIteration
            return self.start
     
    I = Iterable()
    for i in I:
        print(i)
    

    复制迭代器

    迭代器是一次性消耗品,使用完了以后就空了,请看。

    >>> L=[1,2,3]
    >>> I=iter(L)
    >>> for i in I:
    ...     print(i, end='-')
    ...
    1-2-3-
    >>>next(I)
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    StopIteration
    

    当循环以后就殆尽了,再次使用调用时会引发StopIteration异常。

    我们想通过直接赋值的形式把迭代器保存起来,可以下次使用。
    但是通过下面的范例可以看出来,根本不管用。

    >>> I=iter(L)
    >>> J=I
    >>> next(I)
    1
    >>> next(J)
    2
    >>> next(I)
    3
    >>> next(J)
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    StopIteration
    
    

    那怎么样才能达到我们要的效果呢?

    我们需要使用copy包中的deepcopy了,请看下面:

    >>> import copy
    >>> I=iter(L)
    >>> J=copy.deepcopy(I)
    >>> next(I)
    1
    >>> next(I)
    2
    >>> next(J)
    1
    

    迭代器不能向后移动, 不能回到开始。

    所以需要做一些特殊的事情才能实现向后移动等功能。

    以上代码均在Python 3.4 中测试通过。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/nyist-xsk/p/7404897.html
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