迭代器
迭代是 Python 最强大的功能之一,是访问集合元素的一种方式。
迭代器是一个可以记住遍历的位置的对象。
迭代器对象从集合的第一个元素开始访问,直到所有的元素被访问完结束。迭代器只能往前不会后退。
迭代器有两个基本的方法:iter()和next(),iter()用于创建一个迭代器对象,next()用于访问迭代器的下一个元素
字符串,列表或元组对象都可用于创建迭代器,以下是简单的实例:
import sys
list1=['花花','壳哥','卷鹅']
it=iter(list1)
#输出迭代器的下一个元素
print(next(it))
#用for循环进行遍历
for x in it:print(x,end=' ')
print()str='hello'
it=iter(str)
while True:try:#用next()来遍历print(next(it),end=' ')except StopIteration:sys.exit()
把一个类作为一个迭代器使用需要在类中实现两个方法 __iter__() 与 __next__() 。__init__() 是python中的构造函数,它会在对象初始化的时候执行
__iter__() 方法返回一个特殊的迭代器对象, 这个迭代器对象实现了 __next__() 方法并通过 StopIteration 异常标识迭代的完成。
__next__() 方法(Python 2 里是 next())会返回下一个迭代器对象。
创建一个返回数字的迭代器,初始值为 1,逐步递增 1:
class MyNumbers:def __iter__(self): #创建迭代器self.a = 2 #初始值return selfdef __next__(self): #下一个迭代器对象x = self.aself.a *= 2 return xmyclass = MyNumbers()
myiter = iter(myclass)print(next(myiter))
print(next(myiter))
print(next(myiter))
print(next(myiter))
print(next(myiter))
StopIteration 异常用于标识迭代的完成,防止出现无限循环的情况,在 __next__() 方法中我们可以设置在完成指定循环次数后触发 StopIteration 异常来结束迭代。
在 10次迭代后停止执行:
class MyNumbers:def __iter__(self):self.a = 1return selfdef __next__(self):if self.a <= 10:x = self.aself.a += 1return xelse:raise StopIterationmyclass = MyNumbers()
myiter = iter(myclass)for x in myiter:print(x,end=' ')
用迭代器生成斐波拉契数列:
class Feibolaqi:def __iter__(self):self.pre=0self.now=1return selfdef __next__(self):if self.now<=10:value=self.nowself.pre,self.now=self.now,self.pre+self.nowreturn valueelse:raise StopIterationmyclass=Feibolaqi()
it=iter(myclass)for i in it:print(i)
生成器
生成器是特殊的迭代器,使用了yield 的函数被称为生成器(generator)
yield 是一个关键字,用于定义生成器函数,生成器函数是一种特殊的函数,可以在迭代过程中逐步产生值,而不是一次性返回所有结果。
跟普通函数不同的是,生成器是一个返回迭代器的函数,只能用于迭代操作,更简单点理解生成器就是一个迭代器。
当在生成器函数中使用 yield 语句时,函数的执行将会暂停,并将 yield 后面的表达式作为当前迭代的值返回。
然后,每次调用生成器的 next() 方法或使用 for 循环进行迭代时,函数会从上次暂停的地方继续执行,直到再次遇到 yield 语句。这样,生成器函数可以逐步产生值,而不需要一次性计算并返回所有结果。
调用一个生成器函数,返回的是一个迭代器对象。
下面是一个简单的示例:
def countdown(n):while n > 0:yield nn -= 1# 创建生成器对象
generator = countdown(5)# 通过迭代生成器获取值
print(next(generator)) # 输出: 5
print(next(generator)) # 输出: 4
print(next(generator)) # 输出: 3
print('*分隔符*')# 使用 for 循环迭代生成器
for value in generator:print(value) # 输出: 2 1
以上实例中,countdown 函数是一个生成器函数。它使用 yield 语句逐步产生从 n 到 1 的倒数数字。在每次调用 yield 语句时,函数会返回当前的倒数值,并在下一次调用时从上次暂停的地方继续执行。
通过创建生成器对象并使用 next() 函数或 for 循环迭代生成器,我们可以逐步获取生成器函数产生的值。在这个例子中,我们首先使用 next() 函数获取前三个倒数值,然后通过 for 循环获取剩下的两个倒数值。
生成器函数的优势是它们可以按需生成值,避免一次性生成大量数据并占用大量内存。此外,生成器还可以与其他迭代工具(如for循环)无缝配合使用,提供简洁和高效的迭代方式。
以下实例使用 yield 实现斐波那契数列:
import sys
def fibonacci(n): # 生成器函数 - 斐波那契a, b, counter = 0, 1, 0while True:if (counter > n):returnyield aa, b = b, a + bcounter += 1f = fibonacci(10) # f 是一个迭代器,由生成器返回生成while True:try:print(next(f), end=" ")except StopIteration:sys.exit()