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python迭代器與生成器差別

生成器是一類特殊的迭代器,在迴圈遍歷自定義容器物件時,會使用python內建函式iter()呼叫遍歷物件的_iter_(self)獲得一個迭代器,之後再迴圈對這個迭代器使用next()呼叫迭代器物件的_next_(self) 實現生成器的功能。

python中生成器和迭代器的區別(程式碼在Python3.5下測試): Num01–>迭代器 定義:       對於list、string、tuple、dict等這些容器物件,使用for迴圈遍歷是很方便的。在後臺for語句對容器物件呼叫iter()函式。iter()是python內建函式。 iter()函式會返回一個定義了next()方法的迭代器物件,它在容器中逐個訪問容器內的元素。next()也是python內建函式。在沒有後續元素時,next()會丟擲一個StopIteration異常,通知for語句迴圈結束。

迭代器是用來幫助我們記錄每次迭代訪問到的位置,當我們對迭代器使用next()函式的時候,迭代器會向我們返回它所記錄位置的下一個位置的資料。實際上,在使用next()函式的時候,呼叫的就是迭代器物件的_next_方法(Python3中是物件的_next_方法,Python2中是物件的next()方法)。所以,我們要想構造一個迭代器,就要實現它的_next_方法。但這還不夠,python要求迭代器本身也是可迭代的,所以我們還要為迭代器實現_iter_方法,而_iter_方法要返回一個迭代器,迭代器自身正是一個迭代器,所以迭代器的_iter_方法返回自身self即可。

一些術語的解釋: 1,迭代器協議:物件需要提供next()方法,它要麼返回迭代中的下一項,要麼就引起一個StopIteration異常,以終止迭代。

2,可迭代物件:實現了迭代器協議物件。list、tuple、dict都是Iterable(可迭代物件),但不是Iterator(迭代器物件)。但可以使用內建函式iter(),把這些都變成Iterable(可迭代器物件)。

3,for item in Iterable 迴圈的本質就是先通過iter()函式獲取可迭代物件Iterable的迭代器,然後對獲取到的迭代器不斷呼叫next()方法來獲取下一個值並將其賦值給item,當遇到StopIteration的異常後迴圈結束

Python自帶容器物件案例:

# 隨便定義一個list
listArray=[1,2,3]
# 使用iter()函式
iterName=iter(listArray)
print(iterName)
# 結果如下:是一個列表list的迭代器
# <list_iterator object at 0x0000017B0D984278>

print(next(iterName))
print(next(iterName))
print(next(iterName))
print(next(iterName))#沒有迭代到下一個元素,直接丟擲異常
# 1
# 2
# 3
# Traceback (most recent call last):
#   File "Test07.py", line 32, in <module>
# StopIteration
--------------------- 

Python中一個實現了_iter_方法和_next_方法的類物件,就是迭代器,如下案例是計算菲波那切數列的案例

class Fib(object):
    def __init__(self, max):
        super(Fib, self).__init__()
        self.max = max

    def __iter__(self):
        self.a = 0
        self.b = 1
        return self

    def __next__(self):
        fib = self.a
        if fib > self.max:
            raise StopIteration
        self.a, self.b = self.b, self.a + self.b
        return fib

# 定義一個main函式,迴圈遍歷每一個菲波那切數
def main():
    # 20以內的數
    fib = Fib(20)
    for i in fib:
        print(i)

# 測試
if __name__ == '__main__':
    main()

解釋說明:

在本類的實現中,定義了一個_iter_(self)方法,這個方法是在for迴圈遍歷時被iter()呼叫,返回一個迭代器。因為在遍歷的時候,是直接呼叫的python內建函式iter(),由iter()通過呼叫_iter_(self)獲得物件的迭代器。有了迭代器,就可以逐個遍歷元素了。而逐個遍歷的時候,也是使用內建的next()函式通過呼叫物件的_next_(self)方法對迭代器物件進行遍歷。所以要實現_iter_(self)和_next_(self)這兩個方法。

而且因為實現了_next_(self)方法,所以在實現_iter_(self)的時候,直接返回self就可以。

總結一句話就是: 在迴圈遍歷自定義容器物件時,會使用python內建函式iter()呼叫遍歷物件的_iter_(self)獲得一個迭代器,之後再迴圈對這個迭代器使用next()呼叫迭代器物件的_next_(self)。

注意點:_iter_(self)只會被呼叫一次,而_next_(self)會被呼叫 n 次,直到出現StopIteration異常。

Num02–>生成器 作用: >延遲操作。也就是在需要的時候才產生結果,不是立即產生結果。 注意事項: >生成器是隻能遍歷一次的。 >生成器是一類特殊的迭代器。 分類: 第一類:生成器函式:還是使用 def 定義函式,但是,使用yield而不是return語句返回結果。yield語句一次返回一個結果,在每個結果中間,掛起函式的狀態,以便下次從它離開的地方繼續執行。

如下案例加以說明:

# 菲波那切數列
def Fib(max):
    n, a, b = 0, 0, 1
    while n < max:
        yield b
        a, b = b, a + b
        n = n + 1
    return '親!沒有資料了...'
# 呼叫方法,生成出10個數來
f=Fib(10)
# 使用一個迴圈捕獲最後return 返回的值,儲存在異常StopIteration的value中
while  True:
    try:
        x=next(f)
        print("f:",x)
    except StopIteration as e:
        print("生成器最後的返回值是:",e.value)
        break

第二類:生成器表示式:類似於列表推導,只不過是把一對大括號[]變換為一對小括號()。但是,生成器表示式是按需產生一個生成器結果物件,要想拿到每一個元素,就需要迴圈遍歷。

如下案例加以說明:

# 一個列表
xiaoke=[2,3,4,5]
# 生成器generator,類似於list,但是是把[]改為()
gen=(a for a  in xiaoke)
for  i  in gen:
    print(i)
#結果是:
2
3
4
5

# 為什麼要使用生成器?因為效率。
# 使用生成器表示式取代列表推導式可以同時節省 cpu 和 記憶體(RAM)。
# 如果你構造一個列表(list)的目的僅僅是傳遞給別的函式,
# 比如 傳遞給tuple()或者set(), 那就用生成器表示式替代吧!

# 本案例是直接把列表轉化為元組
kk=tuple(a for a in xiaoke)
print(kk)
#結果是:
(2, 3, 4, 5)

# python內建的一些函式,可以識別這是生成器表示式,外面有一對小括號,就是生成器
result1=sum(a for a in range(3))
print(result1)
# 列表推導式
result2=sum([a for a in range(3)])
print(result2)