列表生成式和生成器、迭代器

列表生成式

Python內建的一種極其強大的生成列表 list 的表示式。返回結果必須是列表。

基本語法：

[ 變量表達式 for 變數 in 表示式 ]

示例

a = [x ** 2 for x in range(1, 10)]
b = [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
c = [m + n for m in 'ABC' for n in '123']

d = {'Java': "99", 'C': "99", 'C++': "99"}
L = [k + '=' + v for k, v in
 
 d.items()]

print(a)
print(b)
print(c)
print(L)

通過列表生成式，可以直接建立一個列表，但是，受到記憶體的限制，列表容量是有限的，當列表元素很大的時候，會很浪費記憶體空間。所以可以通過生成器 Generator 生成。

生成器 Generator

Generator 是一種一邊迴圈一邊計算的機制。

應用場景：只需要獲得 list 中的前幾個元素，節省儲存空間。

使用 () 建立列表生成器

把列表生成式的中括號 [] 修改為圓括號即可 （）

a = (x ** 2 for x in range(1, 10
 
))
b = (x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0)
c = (m + n for m in 'ABC' for n in '123')

d = {'Java': "99", 'C': "99", 'C++': "99"}
L = (k + '=' + v for k, v in d.items())

print(a)
print(b)
print(c)
print(L)

列印結果如下

<generator object <genexpr> at 0x1052ec2b0>
<generator object <genexpr
 
> at 0x1052ec468>
<generator object <genexpr> at 0x1052ec4c0>
<generator object <genexpr> at 0x1052ec518>

使用 next 呼叫元素：

print(a.__next__())
print(a.__next__())
print(a.__next__())
print(a.__next__())

next 方法會一個個的返回元素值，呼叫一次，返回一次下一個位置的元素。

該方法在沒有元素可以呼叫的時候，會返回 StopIteration 的錯誤

使用迴圈呼叫元素

for i in a:
    print(i)

該方法的好處，是不會返回 StopIteration 的錯誤

yield 關鍵字 建立 Generator

如果一個函式包含了yield 關鍵字，那麼該函式就不再是普通的函式，而是一個生成器 Generatior。

將 print(sum) 修改為 yield(sum)，即將原來的函式，修改為了生成器。

def fib(n):
    sum = 0
    i = 0
    while (i<n):
        sum = sum + i
        i += 1
        yield(sum)

print(type(fib(10)))
for x in fib(10):
    print(x)

包含 yield 語句的函式會被特定的編譯成生成器。可以吧生成器理解為迭代器。

在呼叫生成器執行的過程中，每次遇到 yield 時函式會暫停並儲存當前所有的執行資訊，返回yield的值。並在下一次執行 next()方法時從當前位置繼續執行。

Generator 的工作原理，是在for迴圈的過程中不斷計算出下一個元素，並在適當的條件結束for迴圈。

對於函式改成的generator來說，遇到return語句或者執行到函式體最後一行語句，就是結束generator的指令，for迴圈隨之結束。

以下例項使用 yield 實現斐波那契數列

#!/usr/bin/python3

import sys

def fibonacci(n): # 生成器函式 - 斐波那契
    a, b, counter = 0, 1, 0
    while True:
        if (counter > n): 
            return
        yield a
        a, b = b, a + b
        counter += 1
f = fibonacci(10) # f 是一個迭代器，由生成器返回生成

while True:
    try:
        print (next(f), end=" ")
    except StopIteration:
        sys.exit()

迭代器 iterator

• 迭代器是訪問集合元素的一種方式
• 迭代器有兩個方法，生成迭代器 iter()，返回迭代器的下一個專案 next()
• 迭代器物件從集合的第一個元素開始訪問，知道所有元素被訪問結束。迭代器只能往前，不能回退。
• 字串、列表、元組 都可以用於建立迭代器

迭代器 iterator 和可迭代物件 iterable 的區別在於：

可以直接作用於for迴圈的物件統稱為可迭代物件：Iterable，list、tuple、dict、set、str、Generator 等等。

可以被next()函式呼叫並不斷返回下一個值的物件稱為迭代器：Iterator

使用 iter 建立迭代器

list、dict、str等資料型別不是Iterator，但是可以通過 iter() 來建立迭代器

list=[1,2,3,4]
it = iter(list)    # 建立迭代器物件
print (next(it))   # 輸出迭代器的下一個元素
    1
print (next(it))
    2