Python3 迭代器與生成器

Python3 迭代器與生成器

迭代器

迭代是Python最強大的功能之一，是訪問集合元素的一種方式。

迭代器是一個可以記住遍歷的位置的物件。

迭代器物件從集合的第一個元素開始訪問，直到所有的元素被訪問完結束。迭代器只能往前不會後退。

迭代器有兩個基本的方法：iter() 和 next()。

字串，列表或元組物件都可用於建立迭代器：

例項(Python 3.0+)

>>> 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
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>>> print (next(it))
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>>>

迭代器物件可以使用常規for語句進行遍歷：

例項(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 list=[1,2,3,4] it = iter(list) # 建立迭代器物件 for x in it: print (x, end=" ")

執行以上程式，輸出結果如下：

1 2 3 4

也可以使用 next() 函式：

例項(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 import sys # 引入 sys 模組 list=[1,2,3,4] it = iter(list) # 建立迭代器物件 while True: try: print (next(it)) except StopIteration: sys.exit()

執行以上程式，輸出結果如下：

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建立一個迭代器

把一個類作為一個迭代器使用需要在類中實現兩個方法 __iter__() 與 __next__() 。

如果你已經瞭解的面向物件程式設計，就知道類都有一個建構函式，Python 的建構函式為 __init__(), 它會在物件初始化的時候執行。

更多內容查閱：Python3 面向物件

__iter__() 方法返回一個特殊的迭代器物件， 這個迭代器物件實現了 __next__() 方法並通過 StopIteration 異常標識迭代的完成。

__next__() 方法（Python 2 裡是 next()）會返回下一個迭代器物件。

建立一個返回數字的迭代器，初始值為 1，逐步遞增 1：

例項(Python 3.0+)

class MyNumbers: def __iter__(self): self.a = 1 return self def __next__(self): x = self.a self.a += 1 return x myclass = MyNumbers() myiter = iter(myclass) print(next(myiter)) print(next(myiter)) print(next(myiter)) print(next(myiter)) print(next(myiter))

執行輸出結果為：

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StopIteration

StopIteration 異常用於標識迭代的完成，防止出現無限迴圈的情況，在 __next__() 方法中我們可以設定在完成指定迴圈次數後觸發 StopIteration 異常來結束迭代。

在 20 次迭代後停止執行：

例項(Python 3.0+)

class MyNumbers: def __iter__(self): self.a = 1 return self def __next__(self): if self.a <= 20: x = self.a self.a += 1 return x else: raise StopIteration myclass = MyNumbers() myiter = iter(myclass) for x in myiter: print(x)

執行輸出結果為：

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生成器

在 Python 中，使用了 yield 的函式被稱為生成器（generator）。

跟普通函式不同的是，生成器是一個返回迭代器的函式，只能用於迭代操作，更簡單點理解生成器就是一個迭代器。

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。

呼叫一個生成器函式，返回的是一個迭代器物件。

以下例項使用 yield 實現斐波那契數列：

例項(Python 3.0+)

#!/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()

執行以上程式，輸出結果如下：

0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55