五、迭代器、生成器、装饰器

一、迭代器

1. 迭代器：

   • 可迭代对象：

     字面意思：

     • 对象：Python中一切皆对象，一个实实在在的值，对象

     • 可迭代：更新迭代，类似重复的，循环的一个过程，但是每次都有新的内容，可以进行循环更新的一个实实在在的值

     专业角度：

     • 内部含有'__iter__'方法的对象，可迭代对象

     目前学过的可迭代对象：str，list，tuple，dict，set，range，文件句柄

   • 获取一个对象的所有方法：dir()

   • 判断一个对象是否是可迭代对象

     
     s1 = 'fjdskl'
     print(dir(s1))
     print('__iter__' in dir(s1))     # True
     ​
     ​
     l1 = [1,2,3]
     print(dir((l1)))
     print('__iter__' in dir(l1))     # True
     ​
     ​
     print('__iter__' in dir(range(10)))     # True

   • 小结

     • 字面意思：可以进行循环更新的一个实实在在值。

     • 专业角度： 内部含有'__iter__'方法的对象，可迭代对象。

     • 判断一个对象是不是可迭代对象： '__iter__' in dir(对象)

     • str list tuple dict set range

     • 优点：

       1. 存储的数据直接能显示，比较直观。

       2. 拥有的方法比较多，操作方便。

     • 缺点：

       1. 占用内存。

       2. 不能直接通过for循环，不能直接取值（索引，key）。

2. 迭代器定义：

   • 字面意思：更新迭代，器：工具，可更新迭代的工具

   • 专业角度：内部含有'__iter__'方法并且含有'__next__'方法的对象就是迭代器

   • 可以判断是否是迭代器：'__iter__'in dir(对象)and'__next__'in dir(对象)

   • 判断一个对象是否是迭代器

     
     with open('a1',encoding='utf-8',mode='w') as f1:
         print( '__iter__' in dir(f1) and '__next__' in dir(f1))

   • 迭代器的取值

     
     s1 = 'fjdags'
     obj = iter(s1)  # s1.__iter__()        #把可迭代对象转化成迭代器
     # print(obj)
     print(next(obj)) # print(obj.__next__())    # f
     print(next(obj)) # print(obj.__next__())    # j
     print(next(obj)) # print(obj.__next__())    # d
     print(next(obj)) # print(obj.__next__())    # a
     print(next(obj)) # print(obj.__next__())    # g
     print(next(obj)) # print(obj.__next__())    # s
     ​
     #可迭代对象有几个元素，就next几个值，多一个就会报错，next一次，取一个值
     ​
     ​
     l1 = [11,22,33,44,55,66]
     obj = iter(l1)
     print(next(obj))
     print(next(obj))
     print(next(obj))
     print(next(obj))
     print(next(obj))
     print(next(obj))

   • 可迭代对象如何转化成迭代器

     iter([1,2,3])

   • 小结

     • 字面意思：更新迭代，器：工具：可更新迭代的工具。

     • 专业角度：内部含有'__iter__'方法并且含有'__next__'方法的对象就是迭代器。

     • 优点：

       1. 节省内存。

       2. 惰性机制，next一次，取一个值。

     • 缺点：

       • 速度慢。

       • 不走回头路。

   • 可迭代对象与迭代器的对比：

     • 可迭代对象是一个操作方法比较多，比较直观，存储数据相对少（几百万个对象，8G内存是可以承受的）的一个数据集。

     • 当你侧重于对于数据可以灵活处理，并且内存空间足够，将数据集设置为可迭代对象是明确的选择。

     • 是一个非常节省内存，可以记录取值位置，可以直接通过循环+next方法取值，但是不直观，操作方法比较单一的数据集。

     • 当你的数据量过大，大到足以撑爆你的内存或者你以节省内存为首选因素时，将数据集设置为迭代器是一个不错的选择。

3. while循环模拟for循环机制（要会默写，面试经常考）

   
   l1 = [11,22,33,44,55,66,77,88,99,1111,1133,15652]
   # 将可迭代对象转化成迭代器。
   obj = iter(l1)
   while 1:
       try:
           print(next(obj))
       except StopIteration:
           break

　　

二、生成器

• 生成器：Python社区，生成器与迭代器看成是一种，生成器的本质就是迭代器

  唯一的区别：生成器是我们自己用Python代码构建的数据类型，迭代器都是提供的，或者转化得来的

  • 获取生成器的三种方式：

    • 生成器函数

    • 生成器表达式

    • Python内部提供的一些

• 生成器函数

  • yield

    函数
    def func():
        print(111)
        print(222)
        return 3
    ret = func()
    print(ret)
    ​
    生成器函数
    def func():
        print(111)
        print(222)
        yield 3
        a = 1
        b = 2
        c = a + b
        print(c)
        yield 4
    ret = func()
    # print(ret)   <generator object func at 0x000001FC4CF35A40>
    print(next(ret))
    print(next(ret))
    ​
    一个next 对应一个yield

  • yield return

    return：函数中只存在一个return，结束函数，并且给函数的执行者返回值

    yield：只要函数中有yield，那么它就是生成器函数而不是函数了。生成器函数中可以存在多个yield，yield不会结束生成器函数，一个yield对应一个next

  • 吃包子练习题：

    
    def func():
        l1 = []
        for i in range(1,5001):
            l1.append(f'{i}号包子')
        return l1
    ret = func()
    print(ret)
    ​
    def gen_func():
        for i in range(1,5001):
            yield f'{i}号包子'
    ret = gen_func()
    # [3号包子.]
    for i in range(200):
        print(next(ret))  #可以取到1~200的包子
    ​
    for i in range(50):
        print(next(ret))   #从201~250的包子

  • yield from

    
    def func():
        l1 = [1, 2, 3, 4, 5]
        yield l1
    ret = func()
    print(next(ret))
    ​
    ​
    ​
    def func():
        l1 = [1, 2, 3, 4, 5]
        yield from l1
        '''
        yield 1
        yield 2
        yield 3
        yield 4
        yield 5
        '''
        将l1这个列表变成了迭代器返回。
    ret = func()
    print(next(ret))
    print(next(ret))
    print(next(ret))
    print(next(ret))
    print(next(ret))

  • 简述一下yield 与yield from的区别。

    
    yield 是生成器函数的标识，函数中只要有yield那么他就是生成器函数而不是函数。
    ​
    next会从生成器函数中的yield获取值。
    ​
    yield from 从便于理解的角度讲：它会将一个可迭代对象里面的每一个值作为生成器的生成的值：
    ​
    yield from ['卫龙','老冰棍','北冰洋','牛羊配']
    ​
    等同于：
    ​
    yield '卫龙'
    ​
    yield '老冰棍'
    ​
    yield '北冰洋'
    ​
    yield '牛羊配'
    ​
    从更深层的角度去讲yield from有两个作用（一定要背过，面试题）：
    ​
    1. 他可以完全代替了内层循环，提高效率，让代码读起来更顺畅（下一道题就可以验证）。
    2. 还可以创建通道，把内层生成器直接与外层生成器的客户端连接起来
    ​

• 生成器表达式，列表推导式

  • 列表推导式

    • 用一行代码构建一个比较复杂有规律的列表

    • 列表推导式分两种：

      • 循环模式：[变量（加工后的变量）for 变量 in iterable]

        
        #1.将10以内所有证书的平方写入列表
        l1 = [i*i for i in range(11) ]
        print(l1)
        ​
        #2.100以内所有的偶数写入列表
        l2 = [i for i in range(101) if i % 2 == 0]
        print(l2)
        ​
        l3 = [i for i in range(0,101,2)]
        print(l3)
        ​
        #3.从python1期大Python100期写入列表lst
        lst = [f'python{i}期' for i in range(1,101)]
        print(lst)

        • 筛选模式：[变量（加工后的变量）for 变量 in iterable if 条件]

        
        #1. 过滤掉长度小于3的字符串列表，并将剩下的转换成大写字母
        ​
        l1 = ['barry','ab','alex','wusir','xo']
        ​
        l1 = [i.upper() for i in l1 if len(i) >= 3  ]
        print(l1)
        ​
        #2.含有两个'e'的所有人名留下来，并全部大写
        names = [['Tom', 'Billy', 'Jefferson', 'Andrew', 'Wesley', 'Steven', 'Joe'],['Alice', 'Jill', 'Ana', 'Wendy', 'Jennifer', 'Sherry', 'Eva']]
        #普通方法：
        l1 = []
        for i in names:
            for j in i:
                count = 0
                if j.count('e') == 2:
                    l1.append(j.upper())
        print(l1)
        #列表推导式：
        l2 = [j.upper() for i in names for j in i if j.count('e') == 2]
        print(l2)

  • 生成器表达式：

    与列表推导式的写法几乎一模一样，也有筛选功能，循环模式，多层循环构建。写法上只有一个不同：[]换成了()

    
    print([i for i in range(1,11)])
    print((i for i in range(1,11)))
    obj = (i for i in range(1,11))
    print(next(obj))
    print(next(obj))
    print(next(obj))
    print(next(obj))
    print(next(obj))
    for i in obj:
        print(i)

  • 总结：

    • 列表推导式：

      • 缺点：

      1. 列表推导式只能构建比较复杂并且有规律的列表

      2. 超过三层循环才能构建成功的，不建议用列表推导式

      3. 查找错误不行

      • 优点：

      1. 一行构建，简单

      2. 装逼

    • 列表推导式与生成器区别：

      • 写法上： [] ()

      • iterable interator

• 字典推导式（了解）

  
  lst1 = ['jay', 'jj', 'meet']
  lst2 = ['周杰伦','林俊杰','元宝']
  dic = { lst2[i]: lst1[i] for i in range(len(lst1))}
  print(dic)
  # {'周杰伦': 'jay', '林俊杰': 'jj', '元宝': 'meet'}

• 集合推导式（了解）

  
  print({i for i in range(1,11)})
  # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}

三、装饰器

1. 开放封闭原则：

   • 开放：对代码的拓展开放的

   • 封闭：对源码的修改是封闭的

   装饰器：装饰，装修，房子就可以住，如果装修，不影响你住，而且体验更加，让你生活中增加了很多功能：洗澡，看电视，沙发。
   器：工具。
   ​
   开放封闭原则：
   开放：对代码的拓展开放的， 更新地图，加新枪，等等。
   封闭：对源码的修改是封闭的。闪躲用q。就是一个功能，一个函数。 别人赤手空拳打你，用机枪扫你，扔雷.....这个功能不会改变。
   ​
   装饰器：完全遵循开放封闭原则。
   装饰器： 在不改变原函数的代码以及调用方式的前提下，为其增加新的功能。
   装饰器就是一个函数。

2. 装饰器的初识：

   • 版本一：写一些代码测试一下index函数的执行效率

     
     import time
     def index():
         '''有很多代码.....'''
         time.sleep(2) # 模拟的网络延迟或者代码效率
         print('欢迎登录博客园首页')
     ​
     def dariy():
         '''有很多代码.....'''
         time.sleep(3) # 模拟的网络延迟或者代码效率
         print('欢迎登录日记页面')
     ​
     # print(time.time())  # 格林威治时间。
     print(111)
     time.sleep(3)
     print(222)
     ​
     # 版本一有问题： 如果测试别人的代码，必须重新赋值粘贴。
     import time
     def index():
         '''有很多代码.....'''
         time.sleep(2) # 模拟的网络延迟或者代码效率
         print('欢迎登录博客园首页')
     ​
     ​
     start_time = time.time()
     index()
     end_time = time.time()
     print(end_time - start_time)
     ​
     ​
     # 测试了第一个人的代码，如果再加一个人就需要复制粘贴了
     import time
     def index():
         '''有很多代码.....'''
         time.sleep(2) # 模拟的网络延迟或者代码效率
         print('欢迎登录博客园首页')
     ​
     def dariy():
         '''有很多代码.....'''
         time.sleep(3) # 模拟的网络延迟或者代码效率
         print('欢迎登录日记页面')
     ​
     ​
     start_time = time.time()
     index()
     end_time = time.time()
     print(end_time - start_time)
     ​
     start_time = time.time()
     dariy()
     end_time = time.time()
     print(end_time - start_time)

   • 版本二：利用函数，解决代码重复使用的问题

     
     import time
     def index():
         '''有很多代码.....'''
         time.sleep(2) # 模拟的网络延迟或者代码效率
         print('欢迎登录博客园首页')
     ​
     def dariy():
         '''有很多代码.....'''
         time.sleep(3) # 模拟的网络延迟或者代码效率
         print('欢迎登录日记页面')
     ​
     def timmer(f): # f = index
         start_time = time.time()
         f()  # index()
         end_time = time.time()
         print(f'测试本函数执行效率{end_time - start_time}')
     timmer(index)
     ​
     #版本二还是有问题： 原来index函数源码没有变化，给原函数添加了一个新的功能测试原函数的执行效率的功能。
     #满足开放封闭原则么？原函数的调用方式改变了。

   • 版本三：不能改变原函数的调用方式

     
     import time
     def index():
         '''有很多代码.....'''
         time.sleep(2) # 模拟的网络延迟或者代码效率
         print('欢迎登录博客园首页')
     ​
     def timmer(f): # f = index  (funciton index123)
         def inner():
             start_time = time.time()
             f()  # index() (funciton index123)
             end_time = time.time()
             print(f'测试本函数执行效率{end_time - start_time}')
         return inner  # 把inner返回给调用者ret
     ret = timmer(index)  # 调用timmer函数  # 此时ret = inner
     ret()  # inner(),调用inner函数
     ​

   • 版本四：具体研究

     
     import time
     def index():
         '''有很多代码.....'''
         time.sleep(2) # 模拟的网络延迟或者代码效率
         print('欢迎登录博客园首页')
     ​
     def timmer(f):
         f = index
         def inner():
             start_time = time.time()
             f()
             end_time = time.time()
             print(f'测试本函数执行效率{end_time - start_time}')
         return inner
     index = timmer(index)
     index()

   • 版本五：python做了一个优化；提出了一个语法糖的概念。 标准版的装饰器

     
     import time
     ​
     ​
     def timmer(f):
         def inner():
             start_time = time.time()
             f()
             end_time = time.time()
             print(f'测试本函数执行效率{end_time - start_time}')
         return inner
     ​
     @timmer  # index = timmer(index)
     def index():
         '''有很多代码.....'''
         time.sleep(2) # 模拟的网络延迟或者代码效率
         print('欢迎登录博客园首页')
         return 666
     ​
     ret = index()
     print(ret)
     ​
     #可是结果：
     欢迎登录博客园首页
     测试本函数执行效率2.000058174133301
     None
     # 加上装饰器不应该改变原函数的返回值，所以666 应该返回给我下面的ret，
     # 但是下面的这个ret实际接收的是inner函数的返回值，而666返回给的是装饰器里面的

   • 版本六：被装饰函数带返回值

     
     import time
     # timmer装饰器
     def timmer(f):
         # f = index
         def inner():
             start_time = time.time()
             # print(f'这是个f():{f()}!!!') # index()
             r = f()
             end_time = time.time()
             print(f'测试本函数的执行效率{end_time-start_time}')
             return r
         return inner
     ​
     @timmer # index = timmer(index)
     def index():
         '''有很多代码.....'''
         time.sleep(0.6) # 模拟的网络延迟或者代码效率
         print('欢迎登录博客园首页')
         return 666
     ​
     # f() 也就是 r,我们现在要解决的问题就是将r给inner的返回值。
     ret = index()  # inner()
     print(ret)

   • 版本七：被装饰函数带参数

     
     import time
     # timmer装饰器
     def timmer(f):
         # f = index
         def inner(*args,**kwargs):
             #  函数的定义：* 聚合  args = ('李舒淇',18)
             start_time = time.time()
             # print(f'这是个f():{f()}!!!') # index()
             r = f(*args,**kwargs)
             # 函数的执行：* 打散：f(*args) --> f(*('李舒淇',18))  --> f('李舒淇',18)
             end_time = time.time()
             print(f'测试本函数的执行效率{end_time-start_time}')
             return r
         return inner
     ​
     @timmer # index = timmer(index)
     def index(name):
         '''有很多代码.....'''
         time.sleep(0.6) # 模拟的网络延迟或者代码效率
         print(f'欢迎{name}登录博客园首页')
         return 666
     index('纳钦')  # inner('纳钦')
     ​
     @timmer
     def dariy(name,age):
         '''有很多代码.....'''
         time.sleep(0.5) # 模拟的网络延迟或者代码效率
         print(f'欢迎{age}岁{name}登录日记页面')
     dariy('李舒淇',18)  # inner('李舒淇',18)
     ​
     ​
     ​
     # 结果：
     欢迎纳钦登录博客园首页
     测试本函数的执行效率0.6150298118591309
     欢迎18岁李舒淇登录日记页面
     测试本函数的执行效率0.5002965927124023

     
     标准版的装饰器；
     ​
     def wrapper(f):
         def inner(*args,**kwargs):
             '''添加额外的功能：执行被装饰函数之前的操作'''
             ret = f(*args,**kwargs)
             ''''添加额外的功能：执行被装饰函数之后的操作'''
             return ret
         return inner

3. 装饰器的应用：登录认证

   
   # 装饰器的应用：登录认证
   # 这周的周末作业：模拟博客园登录的作业。装饰器的认证功能。
   ​
   ​
   ​
   def login():
       pass
   ​
   ​
   def register():
       pass
   ​
   ​
   status_dict = {
       'username': None,
       'status': False,
   }
   ​
   def auth(f):
       '''
       你的装饰器完成：访问被装饰函数之前，写一个三次登录认证的功能。
       登录成功：让其访问被装饰得函数，登录没有成功，不让访问。
       :param f:
       :return:
       '''
       def inner(*args,**kwargs):
           '''访问函数之前的操作，功能'''
           if status_dict['status']:
               ret = f(*args,**kwargs)
               '''访问函数之后的操作，功能'''
               return ret
           else:
               username = input('请输入用户名').strip()
               password = input('请输入密码').strip()
               if username == 'taibai' and password == '123':
                   print('登录成功')
                   status_dict['username'] = username
                   status_dict['status'] = True
                   ret = f(*args, **kwargs)
                   return ret
               else:
                   print('登录失败')
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