Python的迭代器和生成器


Posted in Python onJuly 29, 2015

先说迭代器,对于string、list、dict、tuple等这类容器对象,使用for循环遍历是很方便的。在后台for语句对容器对象调用iter()函数,iter()是python的内置函数。iter()会返回一个定义了next()方法的迭代器对象,它在容器中逐个访问容器内元素,next()也是python的内置函数。在没有后续元素时,next()会抛出一个StopIteration异常,通知for语句循环结束。比如:

>>> s = 'abc'
>>> it = iter(s)
>>> it
<str_iterator object at 0x7f71fefe9d68>
>>> next(it)
'a'
>>> next(it)
'b'
>>> next(it)
'c'
>>> next(it)
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

上面说的都是python自带的容器对象,它们都实现了相应的迭代器方法,那如果是自定义类需要遍历怎么办?方法很简单,对这个类AClass,实现一个__iter__(self)方法,使其返回一个带有__next__(self)方法的对象就可以了。如果你在AClass刚好也定义了__next__(self)方法(一般使用迭代器都会定义),那在__iter__里只要返回self就可以。废话少说,先上代码:

class Fib(object):
  def __init__(self, max):
    super(Fib, self).__init__()
    self.max = max

  def __iter__(self):
    self.a = 0
    self.b = 1
    return self

  def __next__(self):
    fib = self.a
    if fib > self.max:
      raise StopIteration
    self.a, self.b = self.b, self.a + self.b
    return fib

def main():
  fib = Fib(100)
  for i in fib:
    print(i)

if __name__ == '__main__':
  main()

简单讲下代码会干什么,定义了一个Fib类,用于生成fibonacci序列。用for遍历时会逐个打印生成的fibonacci数,max是生成的fibonacci序列中数字大小的上限。

在类的实现中,定义了一个__iter__(self)方法,这个方法是在遍历时被iter()调用,返回一个迭代器。因为在遍历的时候,是直接调用的python内置函数iter(),由iter()通过调用__iter__(self)获得对象的迭代器。有了迭代器,就可以逐个遍历元素了。而逐个遍历的时候,也是使用内置的next()函数通过调用对象的__next__(self)方法对迭代器对象进行遍历。所以要实现__iter__(self)和__next__(self)。而且因为实现了__next__(self),所以在实现__iter__(self)的时候,直接返回self就可以。

为了更好理解,我再简单重复下上面说的那一段:在循环遍历自定义容器对象时,会使用python内置函数iter()调用遍历对象的__iter__(self)获得一个迭代器,之后再循环对这个迭代器使用next()调用迭代器对象的__next__(self)。__iter__只会被调用一次,而__next__会被调用 n 次。

下面说生成器。

生成器(Generator)是创建迭代器的简单而强大的工具。它们写起来就像是正规的函数,只是在需要返回数据的时候使用yield语句。每次next()被调用时,生成器会返回它脱离的位置(它记忆语句最后一次执行的位置和所有的数据值)。以下示例演示了生成器可以很简单的创建出来:

>>> def reverse(data):
...   for index in range(len(data)-1, -1, -1):
...     yield data[index]
... 
>>> for char in reverse('hello'):
...   print(char)
... 
o
l
l
e
h

关于迭代器和生成器的区别,生成器能做到迭代器能做的所有事,而且因为自动创建了__iter__()和 next()方法,生成器显得特别简洁,而且生成器也是高效的。除了创建和保存程序状态的自动方法,当发生器终结时,还会自动抛出StopIteration异常。一个带有yield的函数就是一个 生成器,它和普通函数不同,生成一个 generator 看起来像函数调用,但不会执行任何函数代码,直到对其调用next()(在 for 循环中会自动调用next())才开始执行。虽然执行流程仍按函数的流程执行,但每执行到一个yield语句就会中断,并返回一个迭代值,下次执行时从yield的下一个语句继续执行。看起来就好像一个函数在正常执行的过程中被yield中断了数次,每次中断都会通过yield返回当前的迭代值(yield暂停一个函数,next()从其暂停处恢复其运行)。

另外对于生成器,python还提供了一个生成器表达式:类似与一个yield值的匿名函数。表达式本身看起来像列表推到, 但不是用方括号而是用圆括号包围起来:

>>> unique_characters = {'E', 'D', 'M', 'O', 'N', 'S', 'R', 'Y'}
>>> gen = (ord(c) for c in unique_characters)
>>> gen
<generator object <genexpr> at 0x7f2be4668678>
>>> for i in gen:
...   print(i)
... 
69
79
83
77
82
78
89
68
>>>

如果需要,可以将生成器表达式传给tuple、list或是set来迭代所有的值并且返回元组、列表或是集合。在这种情况下,不需要一对额外的括号 ———— 直接将生成器表达式 ord(c) for c in unique_characters传给tuple()等函数就可以了, Python 会推断出它是一个生成器表达式。

最后,为什么要使用生成器?因为效率。使用生成器表达式取代列表解析可以同时节省 cpu 和 内存(ram)。如果你构造一个列表的目的仅仅是传递给别的函数,(比如 传递给tuple()或者set()), 那就用生成器表达式替代吧!

以上所述就是本文的全部内容了,希望大家能够喜欢。

Python 相关文章推荐
用Python写的图片蜘蛛人代码
Aug 27 Python
Python3使用requests登录人人影视网站的方法
May 11 Python
pycham查看程序执行的时间方法
Nov 29 Python
Python实现的合并两个有序数组算法示例
Mar 04 Python
python语言元素知识点详解
May 15 Python
python制作简单五子棋游戏
Jun 18 Python
pyinstaller打包单个exe后无法执行错误的解决方法
Jun 21 Python
python文字和unicode/ascll相互转换函数及简单加密解密实现代码
Aug 12 Python
Python彻底删除文件夹及其子文件方式
Dec 23 Python
python3光学字符识别模块tesserocr与pytesseract的使用详解
Feb 26 Python
python爬取代理IP并进行有效的IP测试实现
Oct 09 Python
python如何发送带有附件、正文为HTML的邮件
Feb 27 Python
在Python程序中操作MySQL的基本方法
Jul 29 #Python
Python操作Word批量生成文章的方法
Jul 28 #Python
Python实现批量转换文件编码的方法
Jul 28 #Python
Python中subprocess的简单使用示例
Jul 28 #Python
Python中文竖排显示的方法
Jul 28 #Python
Python中的getopt函数使用详解
Jul 28 #Python
Python3访问并下载网页内容的方法
Jul 28 #Python
You might like
用libTemplate实现静态网页的生成
2006/10/09 PHP
用PHP动态生成虚拟现实VRML网页
2006/10/09 PHP
用PHP进行MySQL删除记录操作代码
2008/06/07 PHP
PHP 进程锁定问题分析研究
2009/11/24 PHP
Thinkphp搜索时首页分页和搜索页保持条件分页的方法
2014/12/05 PHP
php通过curl添加cookie伪造登陆抓取数据的方法
2016/04/02 PHP
Yii2搭建后台并实现rbac权限控制完整实例教程
2016/04/28 PHP
js Form.elements[i]的使用实例
2011/11/13 Javascript
json字符串之间的相互转换示例代码
2014/08/21 Javascript
Jquery 实现table样式的设定
2015/01/28 Javascript
关于layui 实现点击按钮添加一行(方法渲染创建的table)
2019/09/29 Javascript
js 获取扫码枪输入数据的方法
2020/06/10 Javascript
vue-router 2.0 跳转之router.push()用法说明
2020/08/12 Javascript
Vue实现多页签组件
2021/01/14 Vue.js
python解决字典中的值是列表问题的方法
2013/03/04 Python
Python logging模块学习笔记
2014/05/24 Python
Python中使用PyQt把网页转换成PDF操作代码实例
2015/04/23 Python
Python enumerate索引迭代代码解析
2018/01/19 Python
Django项目后台不挂断运行的方法
2019/08/31 Python
python:目标检测模型预测准确度计算方式(基于IoU)
2020/01/18 Python
Python Tornado实现WEB服务器Socket服务器共存并实现交互的方法
2020/05/26 Python
分享全球十款超强HTML5开发工具
2014/05/14 HTML / CSS
Beach Bunny Swimwear官网:设计师泳装和性感比基尼
2019/03/13 全球购物
英国领先的互联网葡萄酒礼品商:Vintage Wine & Port
2019/05/24 全球购物
统计每一学生的平均成绩
2014/06/06 面试题
如何写一个Java类既可以用作applet也可以用作java应用
2016/01/18 面试题
初一英语教学反思
2014/01/11 职场文书
高中语文教学反思
2014/01/16 职场文书
入党积极分子介绍信
2014/01/17 职场文书
电脑售后服务承诺书
2014/03/27 职场文书
购房协议书范本
2014/04/11 职场文书
模特大赛策划方案
2014/05/28 职场文书
拯救大兵瑞恩观后感
2015/06/09 职场文书
CSS3实现的侧滑菜单
2021/04/27 HTML / CSS
MySQL 数据库范式化设计理论
2022/04/22 MySQL
MySQL数据库实验实现简单数据库应用系统设计
2022/06/21 MySQL