Python进阶:生成器 懒人版本的迭代器详解


Posted in Python onJune 29, 2019

从容器、可迭代对象谈起

所有的容器都是可迭代的(iterable),迭代器提供了一个next方法。iter()返回一个迭代器,通过next()函数可以实现遍历。

def is_iterable(param):
try: 
iter(param) 
return True
except TypeError:
return False
params = [
1234,
'1234',
[1, 2, 3, 4],
set([1, 2, 3, 4]),
{1:1, 2:2, 3:3, 4:4},
(1, 2, 3, 4)
]
for param in params:
print('{} is iterable? {}'.format(param, is_iterable(param)))
########## 输出 ##########
# 1234 is iterable? False
# 1234 is iterable? True
# [1, 2, 3, 4] is iterable? True
# {1, 2, 3, 4} is iterable? True
# {1: 1, 2: 2, 3: 3, 4: 4} is iterable? True
# (1, 2, 3, 4) is iterable? True

除了数字外,其他数据结构都是可迭代的。

生成器是什么

生成器是懒人版本的迭代器。例:

import os
import psutil

#显示当前 python 程序占用的内存大小
def show_memory_info(hint):
pid = os.getpid()
p = psutil.Process(pid)

info = p.memory_full_info()
memory = info.uss / 1024. / 1024
print('{} memory used: {} MB'.format(hint, memory))

def test_iterator():
show_memory_info('initing iterator')
list_1 = [i for i in range(100000000)]
show_memory_info('after iterator initiated')
print(sum(list_1))
show_memory_info('after sum called')

def test_generator():
show_memory_info('initing generator')
list_2 = (i for i in range(100000000))
show_memory_info('after generator initiated')
print(sum(list_2))
show_memory_info('after sum called')

test_iterator()
test_generator()
%time test_iterator()
%time test_generator()

######### 输出 ##########

initing iterator memory used: 48.9765625 MB
after iterator initiated memory used: 3920.30078125 MB
4999999950000000
after sum called memory used: 3920.3046875 MB
Wall time: 17 s
initing generator memory used: 50.359375 MB
after generator initiated memory used: 50.359375 MB
4999999950000000
after sum called memory used: 50.109375 MB
Wall time: 12.5 s

[i for i in range(100000000)] 声明了一个迭代器,每个元素在生成后都会保存到内存中,占用了巨量的内存。(i for i in range(100000000)) 初始化了一个生成器,可以看到,生成器并不会像迭代器一样占用大量的内存,相比于 test_iterator(),test_generator()函数节省了一次生成一亿个元素的过程。在调用next()的时候,才会生成下一个变量.

生成器能玩啥花样

数学中有一个恒等式,(1 + 2 + 3 + ... + n)^2 = 1^3 + 2^3 + 3^3 + ... + n^3,用以下代码表达

def generator(k):
i = 1
while True:
yield i ** k
i += 1

gen_1 = generator(1)
gen_3 = generator(3)
print(gen_1)
print(gen_3)

def get_sum(n):
sum_1, sum_3 = 0, 0
for i in range(n):
next_1 = next(gen_1)
next_3 = next(gen_3)
print('next_1 = {}, next_3 = {}'.format(next_1, next_3))
sum_1 += next_1
sum_3 += next_3
print(sum_1 * sum_1, sum_3)

get_sum(8)

########## 输出 ##########

# <generator object generator at 0x000001E70651C4F8>
# <generator object generator at 0x000001E70651C390>
# next_1 = 1, next_3 = 1
# next_1 = 2, next_3 = 8
# next_1 = 3, next_3 = 27
# next_1 = 4, next_3 = 64
# next_1 = 5, next_3 = 125
# next_1 = 6, next_3 = 216
# next_1 = 7, next_3 = 343
# next_1 = 8, next_3 = 512
# 1296 1296

generator()这个函数,它返回了一个生成器,当运行到yield i ** k时,暂停并把i ** k作为next()的返回值。每次调用next(gen)时,暂停的程序会启动并往下执行,而且i的值也会被记住,继续累加,最后next_1为8,next_3为512.

仔细查看这个示例,发现迭代器是一个有限集合,生成器则可以成为一个无限集。调用next(),生成器根据运算会自动生成新的元素,然后返回给你,非常便捷。

再来看一个问题:给定一个list和一个指定数字,求这个数字在list中的位置:

#常规写法
def index_normal(L, target):
result = []
for i, num in enumerate(L):
if num == target:
result.append(i)
return result
print(index_normal([1, 6, 2, 4, 5, 2, 8, 6, 3, 2], 2))
########## 输出 ##########
[2, 5, 9]
#生成器写法
def index_generator(L, target):
for i, num in enumerate(L):
if num == target:
yield i
print(list(index_generator([1, 6, 2, 4, 5, 2, 8, 6, 3, 2], 2)))
######### 输出 ##########
[2, 5, 9]

再看一例子:

查找子序列:给定两个字符串a,b,查找字符串a是否字符串b的子序列,所谓子序列,即一个序列包含在另一个序列中并且顺序一

算法:分别用两个指针指向两个字符串的头,然后往后移动找出相同的值,如果其中一个指针走完了整个字符串也没有相同的值,则不是子序列

def is_subsequence(a, b):
b = iter(b)
return all(i in b for i in a)
print(is_subsequence([1, 3, 5], [1, 2, 3, 4, 5]))
print(is_subsequence([1, 4, 3], [1, 2, 3, 4, 5]))
######### 输出 ##########
True
False

下面代码为上面代码的演化版本

def is_subsequence(a, b):
b = iter(b)
print(b)

gen = (i for i in a)
print(gen)

for i in gen:
print(i)

gen = ((i in b) for i in a)
print(gen)

for i in gen:
print(i)

return all(((i in b) for i in a))

print(is_subsequence([1, 3, 5], [1, 2, 3, 4, 5]))
print(is_subsequence([1, 4, 3], [1, 2, 3, 4, 5]))

########## 输出 ##########

# <list_iterator object at 0x000001E7063D0E80>
# <generator object is_subsequence.<locals>.<genexpr> at 0x000001E70651C570>
# 1
# 3
# 5
# <generator object is_subsequence.<locals>.<genexpr> at 0x000001E70651C5E8>
# True
# True
# True
# False
# <list_iterator object at 0x000001E7063D0D30>
# <generator object is_subsequence.<locals>.<genexpr> at 0x000001E70651C5E8>
# 1
# 4
# 3
# <generator object is_subsequence.<locals>.<genexpr> at 0x000001E70651C570>
# True
# True
# False
# False

首先iter(b)把b转为迭代器。目的是内部实现next函数,(i for i in a) 会产生一个生成器 ,同样((i in b) for i in a)也是。然后(i in b)等阶于:

while True:
val = next(b)
if val == i:
yield True

这里非常巧妙地利用生成器的特性,next()函数运行的时候,保存了当前的指针。比如下面这个示例

b = (i for i in range(5))
print(2 in b)
print(4 in b)
print(3 in b)
########## 输出 ##########
True
True
False

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持三水点靠木。

Python 相关文章推荐
python client使用http post 到server端的代码
Feb 10 Python
Python写的PHPMyAdmin暴力破解工具代码
Aug 06 Python
Python压缩解压缩zip文件及破解zip文件密码的方法
Nov 04 Python
django+js+ajax实现刷新页面的方法
May 22 Python
Django+Xadmin构建项目的方法步骤
Mar 06 Python
PyQt5 QListWidget选择多项并返回的实例
Jun 17 Python
Python 正则表达式 re.match/re.search/re.sub的使用解析
Jul 22 Python
python 如何去除字符串头尾的多余符号
Nov 19 Python
基于python调用psutil模块过程解析
Dec 20 Python
python小程序之4名牌手洗牌发牌问题解析
May 15 Python
python对一个数向上取整的实例方法
Jun 18 Python
python 爬取百度文库并下载(免费文章限定)
Dec 04 Python
简单了解Python matplotlib线的属性
Jun 29 #Python
Jacobi迭代算法的Python实现详解
Jun 29 #Python
Gauss-Seidel迭代算法的Python实现详解
Jun 29 #Python
python异步实现定时任务和周期任务的方法
Jun 29 #Python
python循环定时中断执行某一段程序的实例
Jun 29 #Python
python顺序执行多个py文件的方法
Jun 29 #Python
如何使用python把ppt转换成pdf
Jun 29 #Python
You might like
thinkPHP简单调用函数与类库的方法
2017/03/15 PHP
PHP里面把16进制的图片数据显示在html的img标签上(实现方法)
2017/05/02 PHP
PHP receiveMail实现收邮件功能
2018/04/25 PHP
JavaScript对象模型-执行模型
2008/04/28 Javascript
javascript textarea光标定位方法(兼容IE和FF)
2011/03/12 Javascript
jquery设置控件位置的方法
2013/08/21 Javascript
js+css实现的简单易用兼容好的分页
2013/12/30 Javascript
Jquery获得控件值的三种方法总结
2014/02/13 Javascript
开发中可能会用到的jQuery小技巧
2014/03/07 Javascript
js实现(全选)多选按钮的方法【附实例】
2016/03/30 Javascript
js 提交form表单和设置form表单请求路径的实现方法
2016/10/25 Javascript
AngularJS 使用ng-repeat报错 [ngRepeat:dupes]
2017/01/19 Javascript
vue模板语法-插值详解
2017/03/06 Javascript
原生JS实现圆环拖拽效果
2017/04/07 Javascript
详解angularJS动态生成的页面中ng-click无效解决办法
2017/06/19 Javascript
详解webpack分包及异步加载套路
2017/06/29 Javascript
Javascript实现运算符重载详解
2018/04/07 Javascript
解决vue-cli项目打包出现空白页和路径错误的问题
2018/09/04 Javascript
教你搭建按需加载的Vue组件库(小结)
2019/07/29 Javascript
Js逆向实现滑动验证码图片还原的示例代码
2020/03/10 Javascript
three.js利用射线Raycaster进行碰撞检测
2020/03/12 Javascript
pygame学习笔记(3):运动速率、时间、事件、文字
2015/04/15 Python
使用python加密自己的密码
2015/08/04 Python
Python实现生成随机数据插入mysql数据库的方法
2017/12/25 Python
使用pandas对两个dataframe进行join的实例
2018/06/08 Python
python 输出列表元素实例(以空格/逗号为分隔符)
2019/12/25 Python
python 图像判断,清晰度(明暗),彩色与黑白实例
2020/06/04 Python
Fox Racing官方网站:越野摩托车和山地自行车装备和服装
2019/12/23 全球购物
卡拉威高尔夫官方网站:Callaway Golf
2020/09/16 全球购物
保安自我鉴定范文
2013/12/08 职场文书
微博营销计划书
2014/01/10 职场文书
初三语文教学计划
2015/01/22 职场文书
八一建军节慰问信
2015/02/14 职场文书
Python数据分析入门之教你怎么搭建环境
2021/05/13 Python
Java字符串逆序方法详情
2022/03/21 Java/Android
《原神》新角色演示“神里绫人:林隐泓洄” 宠妹狂魔
2022/04/03 其他游戏