理解Python的迭代器

什麼是迭代

可以直接作用於for迴圈的對象統稱為可迭代對象(Iterable)。
可以被next()函數調用並不斷返回下一個值的對象稱為迭代器(Iterator)。
所有的Iterable均可以通過內建函數iter()來轉變為Iterator。

對迭代器來講，有一個__next__()就夠了。在你使用for 和 in 語句時，程式就會自動調用即將被處理的對象的迭代器對象，然後使用它的__next__()方法，直到監測到一個StopIteration異常。

>>> L = [1,2,3]
>>> [x**2 for x in L]
[1, 4, 9]
>>> next(L)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'list' object is not an iterator
>>> I=iter(L)
>>> next(I)
1
>>> next(I)
2
>>> next(I)
3
>>> next(I)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

上面例子中，列表L可以被for進行迴圈但是不能被內建函數next()用來尋找下一個值，所以L是Iterable。
L通過iter進行封裝後設為I，I可以被next()用來尋找下一個值，所以I是Iterator。

題外話：

內建函數iter()僅僅是調用了對象的__iter__()方法，所以list對象內部一定存在方法__iter__()

內建函數next()僅僅是調用了對象的__next__()方法，所以list對象內部一定不存在方法__next__()，但是Itrator中一定存在這個方法。

for迴圈內部事實上就是先調用iter()把Iterable變成Iterator在進行迴圈迭代的。

>>> L = [4,5,6]
>>> I = L.__iter__()
>>> L.__next__()
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'list' object has no attribute '__next__'
>>> I.__next__()
4
>>> from collections import Iterator, Iterable
>>> isinstance(L, Iterable)
True
>>> isinstance(L, Iterator)
False
>>> isinstance(I, Iterable)
True
>>> isinstance(I, Iterator)
True
>>> [x**2 for x in I]
[25, 36]

Iterator繼承自Iterable，從下面的測試中可以很方便的看到Iterator包含__iter__()和__next__()方法，而Iteratble僅僅包含__iter__()。

>>> from collections import Iterator, Iterable
>>> help(Iterator)
Help on class Iterator:

class Iterator(Iterable)
| Method resolution order:
| Iterator
| Iterable
| builtins.object
|**註解：從這裡可以看出Iterable繼承自object, Iterator繼承自Iterable。
| Methods defined here:
|
| __iter__(self)
|
| __next__(self)
| Return the next item from the iterator. When exhausted, raise StopIteration
......
>>> help(Iterable)
Help on class Iterable:

class Iterable(builtins.object)
| Methods defined here:
|
| __iter__(self)
......

iterable需要包含有__iter__()方法用來返回iterator，而iterator需要包含有__next__()方法用來被迴圈

如果我們自己定義迭代器，只要在類裡面定義一個 __iter__() 函數，用它來返回一個帶 __next__()方法的對象就夠了。
直接上代碼

class Iterable:
def __iter__(self):
return Iterator()

class Iterator:
def __init__(self):
self.start=-1
def __next__(self):
self.start +=2
if self.start >10:
raise StopIteration
return self.start

I = Iterable()
for i in I: PRint(i)

上面的代碼實現的是找到10以內的奇數，代碼中的類名可以隨便取，不是一定需要使用我上面提供的類名的。
如果在Iterator的__next__方法中沒有實現StopIteration異常，那麼則是表示的全部奇數，那麼需要在調用的時候設定退出迴圈的條件。

class Iterable:
def __iter__(self):
return Iterator()

class Iterator:
def __init__(self):
self.start=-1
def __next__(self):
self.start +=2
return self.start

I = Iterable()
for count, i in zip(range(5),I): #也可以用內建函數enumerate來實現計數工作。
print(i)

我們通過range來實現列印多少個元素，這裡表示列印5個元素，返回結果和上面一致。

當然，我們可以把這兩個類合并在一起，這樣實現程式的簡練。
最終版本如下

class Iterable:
def __iter__(self):
return self
def __init__(self):
self.start=-1
def __next__(self):
self.start +=2
if self.start >10:
raise StopIteration
return self.start

I = Iterable()
for i in I:
print(i)

複製迭代器

迭代器是一次性消耗品，使用完了以後就空了，請看。

>>> L=[1,2,3]
>>> I=iter(L)
>>> for i in I:
... print(i, end='-')
...
1-2-3-
>>>next(I)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

當迴圈以後就殆盡了，再次使用調用時會引發StopIteration異常。

我們想通過直接賦值的形式把迭代器儲存起來，可以下次使用。
但是通過下面的範例可以看出來，根本不管用。

>>> I=iter(L)
>>> J=I
>>> next(I)
1
>>> next(J)
2
>>> next(I)
3
>>> next(J)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

那怎麼樣才能達到我們要的效果呢？
我們需要使用copy包中的deepcopy了，請看下面：

>>> import copy
>>> I=iter(L)
>>> J=copy.deepcopy(I)
>>> next(I)
1
>>> next(I)
2
>>> next(J)
1

補充：迭代器不能向後移動, 不能回到開始。
所以需要做一些特殊的事情才能實現向後移動等功能。

以上代碼均在Python 3.4 中測試通過。

以上就是理解Python的迭代器的內容，更多相關文章請關注topic.alibabacloud.com（www.php.cn）！

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