什么是Python迭代器和生成器

什么是Python迭代器和生成器？相信很多沒有經(jīng)驗的人對此束手無策，為此本文總結(jié)了問題出現(xiàn)的原因和解決方法，通過這篇文章希望你能解決這個問題。

迭代器與可迭代對象

概念

迭代器：是訪問數(shù)據(jù)集合內(nèi)元素的一種方式，一般用來遍歷數(shù)據(jù)，但是他不能像列表一樣使用下標(biāo)來獲取數(shù)據(jù)，也就是說迭代器是不能返回的。

Iterator：迭代器對象，必須要實現(xiàn) next 魔法函數(shù)

Iterable：可迭代對象，繼承 Iterator，必須要實現(xiàn) iter 魔法函數(shù)

比如：

from collections import Iterable,Iterator
a = [1,2,3]
print(isinstance(a,Iterator))
print(isinstance(a,Iterable))

返回結(jié)果

False
True

在 Pycharm 中使用 alt+b 進(jìn)去 list 的源碼中可以看到，在 list 類中有 iter 魔法函數(shù)，也就是說只要實現(xiàn)了 iter 魔法函數(shù)，那么這個對象就是可迭代對象。

上面的例子中 a 是一個列表，也是一個可迭代對象，那么如何才能讓這個 a 變成迭代器呢？使用 iter() 即可。

from collections import Iterable,Iterator
a = [1,2,3]
a = iter(a)
print(isinstance(a,Iterator))
print(isinstance(a,Iterable))
print(next(a))
print('----')
for x in a:
    print(x)

返回結(jié)果

True
True
1
----
2
3

可以看到現(xiàn)在 a 是可迭代對象又是一個迭代器，說明列表 a 中有 iter 方法，該方法返回的是迭代器，這個時候使用 next 就可以獲取 a 的下一個值，但是要記住迭代器中的數(shù)值只能被獲取一次。

梳理迭代器 (Iterator) 與可迭代對象 (Iterable) 的區(qū)別：

可迭代對象：繼承迭代器對象，可以用 for 循環(huán)(說明實現(xiàn)了 iter 方法)

迭代器對象：可以用 next 獲取下一個值(說明實現(xiàn)了 next 方法)，但是每個值只能獲取一次，單純的迭代器沒有實現(xiàn) iter 魔法函數(shù)，所以不能使用 for 循環(huán)

只要可以用作 for 循環(huán)的都是可迭代對象

只要可以用 next() 函數(shù)的都是迭代器對象

列表,字典,字符串是可迭代對象但是不是迭代器對象，如果想變成迭代器對象可以使用 iter() 進(jìn)行轉(zhuǎn)換

Python 的 for 循環(huán)本質(zhì)上是使用 next() 進(jìn)行不斷調(diào)用，for 循環(huán)的是可迭代對象，可迭代對象中有 iter 魔法函數(shù)，可迭代對象繼承迭代器對象，迭代器對象中有 next 魔法函數(shù)

一般由可迭代對象變迭代器對象

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可迭代對象

可迭代對象每次使用 for 循環(huán)一個數(shù)組的時候，本質(zhì)上會從類中嘗試調(diào)用 iter 魔法函數(shù)，如果類中有 iter 魔法函數(shù)的話，會優(yōu)先調(diào)用iter魔法函數(shù)，當(dāng)然這里切記 iter 方法必須要返回一個可以迭代的對象，不然就會報錯。

如果沒有定義 iter 魔法函數(shù)的話，會創(chuàng)建一個默認(rèn)的迭代器，該迭代器調(diào)用 getitem 魔法函數(shù)，如果你沒有定義 iter 和 getitem 兩個魔法函數(shù)的話，該類型就不是可迭代對象，就會報錯。

比如：

class s:
    def __init__(self,x):
        self.x = x
    def __iter__(self):
        return iter(self.x)
        # 這里必須要返回一個可以迭代的對象
    # def __getitem__(self, item):
    #     return self.x[item]
# iter和getitem其中必須要實現(xiàn)一個
a = s('123')
# 這里的a就是可迭代對象
# 這里不能調(diào)用next(a)方法，因為沒有定義
for x in a:
    print(x)

這里把注釋符去掉返回結(jié)果也是一樣的，返回結(jié)果：

迭代器對象

一開始提起，iter 搭配 Iterable 做可迭代對象，next 搭配 Iterator 做迭代器。next() 接受一個迭代器對象，作用是獲取迭代器對象的下一個值，迭代器是用來做迭代的，只會在需要的時候產(chǎn)生數(shù)據(jù)。

和可迭代對象不同，可迭代對象一開始是把所有的列表放在一個變量中，然后用 getitem 方法不斷的返回數(shù)值，getitem 中的 item 就是索引值。

但是 next 方法并沒有索引值，所以需要自己維護(hù)一個索引值，方便獲取下一個變量的位置。

class s:
    def __init__(self,x):
        self.x = x
        # 獲取傳入的對象
        self.index = 0
        # 維護(hù)索引值
    def __next__(self):
        try:
            result = self.x[self.index]
            # 獲取傳入對象的值
        except IndexError:
            # 如果索引值錯誤
            raise StopIteration
        # 拋出停止迭代
        self.index += 1
        # 索引值+1，用來獲取傳入對象的下一個值
        return result
        # 返回傳入對象的值

a = s([1,2,3])
print(next(a))
print('----------')
for x in a:
# 類中并沒有iter或者getitem魔法函數(shù)，不能用for循環(huán)，會報錯
    print(x)

返回結(jié)果

Traceback (most recent call last):
1
----------
  File "C:/CODE/Python進(jìn)階知識/迭代協(xié)議/迭代器.py", line 34, in <module>
    for x in a:
TypeError: 's' object is not iterable

上面一個就是完整的迭代器對象，他是根據(jù)自身的索引值來獲取傳入對象的下一個值，并不是像可迭代對象直接把傳入對象讀取到內(nèi)存中，所以對于一些很大的文件讀取的時候，可以一行一行的讀取內(nèi)容，而不是把文件的所有內(nèi)容讀取到內(nèi)存中。

生成器

生成器：函數(shù)中只要有 yield，這個函數(shù)就會變成生成器。每次運(yùn)行到 yield 的時候，函數(shù)會暫停，并且保存當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，返回返回當(dāng)前的數(shù)值，并在下一次執(zhí)行 next 方法的時候，又從當(dāng)前位置繼續(xù)往下走。

簡單用法

舉個例子：

def gen():
    yield 1
    # 返回一個對象，這個對象的值是1
def ret():
    return 1
    # 返回一個數(shù)字1
g = gen()
r = ret()
print(g,r)
print(next(g))

返回結(jié)果

<generator object gen at 0x000001487FDA2D58> 1
1

看完上述內(nèi)容，你們掌握什么是Python迭代器和生成器的方法了嗎？如果還想學(xué)到更多技能或想了解更多相關(guān)內(nèi)容，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀！