Python進階06 迴圈對象

作者：Vamei 出處：http://www.cnblogs.com/vamei 歡迎轉載，也請保留這段聲明。謝謝！

 

通過上面一講，我們再次熟悉了Python裡的迴圈控制。現在，我們將接觸迴圈對象(iterable object)。

 

這一講的主要目的是為了大家在讀Python程式的時候對迴圈對象有一個基本概念。

迴圈對象的並不是隨著Python的誕生就存在的，但它的發展迅速，特別是Python 3x的時代，從zip()或者map()的改變來看，迴圈對象正在成為迴圈的標準形式。

1. 什麼是迴圈對象

迴圈對象是這樣一個對象，它包含有一個next()方法(__next__()方法，在python 3x中)， 這個方法的目的是進行到下一個結果，而在結束一系列結果之後，舉出StopIteration錯誤。

當一個迴圈結構（比如for）調用迴圈對象時，它就會每次迴圈的時候調用next()方法，直到StopIteration出現，for迴圈接收到，就知道迴圈已經結束，停止調用next()。

假設我們有一個test.txt的檔案:

1234abcdefg

我們運行一下python命令列：

>>> f = open('test.txt')

>>> f.next()

>>> f.next()

...

不斷地輸入f.next()，直到最後出現StopIteration

open()返回的實際上是一個迴圈對象，包含有next()方法。而該next()方法每次返回的就是新的一行的內容，到達檔案結尾時舉出StopIteration。這樣，我們相當於手工進行了迴圈。

自動進行的話，就是：

for line in open('test.txt'):    print line

在這裡，for結構自動調用next()方法，將該方法的傳回值賦予給line。迴圈知道出現StopIteration的時候結束。

 

相對於序列，用迴圈對象來控制迴圈的好處在於：可以不用在迴圈還沒有開始的時候，就產生每次要使用的元素。所使用的元素在迴圈過程中逐次產生。這樣，就節省了空間，提高了效率，並提高編程的靈活性。

 

2. iter()函數和迴圈器(iterator)

從技術上來說，迴圈對象和for迴圈調用之間還有一個中介層，就是要將迴圈對象轉換成迴圈器(iterator)。這一轉換是通過使用iter()函數實現的。但從邏輯層面上，常常可以忽略這一層，所以迴圈對象和迴圈器常常相互指代對方。

 

3. 產生器(generator)

產生器的主要目的是構成一個使用者自訂的迴圈對象。

產生器的編寫方法和函數定義類似，只是在return的地方改為yield。產生器中可以有多個yield。當產生器遇到一個yield時，會暫停運行產生器，返回yield後面的值。當再次調用產生器的時候，會從剛才暫停地方繼續運行，直到下一個yield。產生器自身又構成一個迴圈器，每次迴圈使用一個yield返回的值。

下面是一個產生器:

def gen():    a = 100    yield a    a = a*8    yield a    yield 1000

該產生器共有三個yield， 如果用作迴圈器時，會進行三次迴圈。

for i in gen():    print i

 

再考慮如下一個產生器:

def gen():    for i in range(4):        yield i

它又可以寫成產生器運算式(Generator Expression):

G = (x for x in range(4))

產生器運算式是產生器的一種簡便的編寫方式。讀者可進一步查閱。

 

4. 表推導(list comprehension)

表推導是快速產生表的方法。假設我們產生表L：

L = []for x in range(10):    L.append(x**2)

以上產生了表L，但實際上有快捷的寫法，也就是表推導的方式:

L = [x**2 for x in range(10)]

這與產生器運算式類似，只不過用的是中括弧。

（表推導的機制實際上是利用迴圈對象，有興趣可以查閱。）

考慮下面的表推導會產生什嗎？

xl = [1,3,5]yl = [9,12,13]L  = [ x**2 for (x,y) in zip(xl,yl) if y > 10]

 

總結：

迴圈對象

產生器

表推導