一篇文章弄懂Python中的可迭代對象、迭代器和生成器

我們都知道，序列可以迭代。但是，你知道為什么嗎？ 本文來探討一下迭代背后的原理。

序列可以迭代的原因：iter 函數(shù)。解釋器需要迭代對象 x 時，會自動調(diào)用 iter(x)。內(nèi)置的 iter 函數(shù)有以下作用：

(1) 檢查對象是否實現(xiàn)了 iter 方法，如果實現(xiàn)了就調(diào)用它，獲取一個迭代器。

(2) 如果沒有實現(xiàn) iter 方法，但是實現(xiàn)了 getitem 方法，而且其參數(shù)是從零開始的索引，Python 會創(chuàng)建一個迭代器，嘗試按順序（從索引 0 開始）獲取元素。

(3) 如果前面兩步都失敗，Python 拋出 TypeError 異常，通常會提示“C objectis not iterable”（C 對象不可迭代），其中 C 是目標對象所屬的類。

由此我們可以明確知道什么是 可迭代的對象： 使用 iter 內(nèi)置函數(shù)可以獲取迭代器的對象。即要么對象實現(xiàn)了能返回迭代器的 iter 方法，要么對象實現(xiàn)了 getitem 方法，而且其參數(shù)是從零開始的索引。

下面看一個實現(xiàn)了getitem方法的例子：

輸出結(jié)果：

我們創(chuàng)建了一個類Eg1，并且為這個類實現(xiàn)了 getitem 方法， 它的實例化對象o1 就是可迭代對象。

下面我們看一個實現(xiàn) iter 方法的例子，因為用到了迭代器，所以在此我們必須在明確一下迭代器的用法。 標準的迭代器接口有兩個方法：

返回下一個可用的元素，如果沒有元素了，拋出 StopIteration異常。

返回 self，以便在應(yīng)該使用可迭代對象的地方使用迭代器，例如在 for 循環(huán)中。

我們創(chuàng)建了Eg2類，并為它實現(xiàn)了 iter 方法，此方法返回一個迭代器Eg2Iterator。 Eg2Iterator 實現(xiàn)了我們之前所說的next和iter方法。 實例化對象，并循環(huán)輸出：

可見，和o1是一樣的。

我們通過兩種方法實現(xiàn)了一個自己的可迭代對象，再此過程中我們要明確可迭代的對象和迭代器之間的關(guān)系：

Python 從可迭代的對象中獲取迭代器。

iter方法從我們自己創(chuàng)建的迭代器類中獲取迭代器，而getitem方法是python內(nèi)部自動創(chuàng)建迭代器。

至此，我們明白了如何正確地實現(xiàn)可迭代對象，并且引出了怎樣實現(xiàn)迭代器，但是使用迭代器方法（即上面的例子2）的代碼量有點大，下面我們來了解一下如何使用更符合 Python 習(xí)慣的方式實現(xiàn) Eg2類。

哦了！就這么簡單優(yōu)雅！不用再單獨定義一個迭代器類！

這里我們使用了yield 關(guān)鍵字， 只要 Python 函數(shù)的定義體中有 yield 關(guān)鍵字，該函數(shù)就是生成器函數(shù)。調(diào)用生成器函數(shù)時，會返回一個生成器對象。也就是說，生成器函數(shù)是生成器工廠。 當(dāng)然，例子3的代碼還可以使用yield from進一步簡化：

到這里我們明白了 可迭代對象 和 迭代器，還引申出了生成器，但還有一點沒有提，那就是生成器表達式。

使用生成器表達式例子4的代碼可以修改為：

在python中，所有生成器都是迭代器。

最后，總結(jié)一下：

（1）什么是可迭代對象？ 可迭代對象要么實現(xiàn)了能返回迭代器的 iter 方法，要么實現(xiàn)了 getitem 方法而且其參數(shù)是從零開始的索引。

（2）什么是迭代器？ 迭代器是這樣的對象：實現(xiàn)了無參數(shù)的 next 方法，返回下一個元素，如果沒有元素了，那么拋出 StopIteration 異常；并且實現(xiàn)iter 方法，返回迭代器本身。

（3）什么是生成器？ 生成器是帶有 yield 關(guān)鍵字的函數(shù)。調(diào)用生成器函數(shù)時，會返回一個生成器對象。

（4）什么是生成器表達式？ 生成器表達式是創(chuàng)建生成器的簡潔句法，這樣無需先定義函數(shù)再調(diào)用。

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，謝謝大家對億速云的支持。