[笔记]可迭代对象、迭代器、生成器

为了更深入一点理解可迭代对象和迭代器，读了几篇不错的文章：

Python实践18-可迭代对象和迭代器 - 曾月天的文章 - 知乎
https://zhuanlan.zhihu.com/p/33113366
给妹子讲python--14可迭代对象和迭代器 - 酱油哥的文章 - 知乎
https://zhuanlan.zhihu.com/p/32508947
完全理解 Python 迭代对象、迭代器、生成器
http://python.jobbole.com/87805/

基础概念的理解

relationships.png

可迭代对象：

• 可以用for循环遍历的对象统称为可迭代对象(Iterable Object)
• 可迭代对象必须内部实现__iter__()函数，返回一个迭代器。

迭代器：

• 可以被next()函数调用，不断返回下一个值的对象被成为迭代器(Iterator)
• 迭代器内部实现__iter__()函数，返回迭代器对象本身
• 迭代器内部实现next()函数(Python3是__next__()函数)，返回下一个元素，遍历完成时需要抛出StopIteration异常。

可迭代对象和迭代器的关系：

• 可迭代对象的for循环的实际是靠不断将可迭代对象的迭代器传给next()调用实现的。
• 在可迭代对象上调用iter()，就会生成一个迭代器。即 迭代器 = iter(可迭代对象)

iterable-vs-iterator.png

生成器：一种特殊的迭代器，以一种懒加载的模式生成值

代码示例：

In [1]: L = [1, 2, 3]

In [2]: I = iter(L) # 将可迭代对象转换成迭代器

In [3]: print(L)
[1, 2, 3]

In [4]: print(I)
<list_iterator object at 0x10b89fb70>

In [5]: # 可迭代对象可以通过for语句循环迭代，但是不能使用next()函数

In [6]: for x in L: print(x)
1
2
3

In [7]: print(next(L))
---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-7-318320db5765> in <module>()
----> 1 print(next(L))

TypeError: 'list' object is not an iterator

In [8]: # 迭代器可以使用next函数调用

In [9]: print(next(I))
1

In [10]: print(next(I))
2

In [11]: print(next(I))
3

In [12]: print(next(I)) # 迭代最后超出总长度之后报StopIteration异常
---------------------------------------------------------------------------
StopIteration                             Traceback (most recent call last)
<ipython-input-12-9e98ab551472> in <module>()
----> 1 print(next(I)) # 迭代最后超出总长度之后报StopIteration异常

StopIteration:

动手写一个：求斐波那契

# 创建可迭代对象
class FibonacciIterable(object):
    def __init__(self, max):
        self.max = max

    # 重写__iter__函数，调用迭代器
    def __iter__(self):
        return FibonacciIterator(self.max)

# 创建迭代器
class FibonacciIterator:
    # 初始化迭代器
    def __init__(self, max):
        self.max = max
        self.prev = 0
        self.curr = 1

    # 迭代器中重写__iter__函数，返还自身
    def __iter__(self):
        return self

    # 重写__next__函数，编写每次调用时的逻辑
    def __next__(self):
        if self.curr <= self.max:
            value = self.curr
            self.curr += self.prev
            self.prev = value
            return value
        else:  # 超出迭代范围时，返还StopIteration异常
            raise StopIteration


max = 10

print('-' * 30)
# 可迭代对象
f_iterable = FibonacciIterable(max)
print(list(f_iterable))
for x in f_iterable:
    print(x)

print('-' * 30)
# 迭代器
f_iterator = FibonacciIterator(max)
print(next(f_iterator))
print(next(f_iterator))
print(next(f_iterator))
print(next(f_iterator))
print(next(f_iterator))
print(next(f_iterator))
print(next(f_iterator))

执行结果：

------------------------------
[1, 1, 2, 3, 5, 8]
1
1
2
3
5
8
------------------------------
1
1
2
3
5
8
Traceback (most recent call last):  File "/Users/liuchen/MyDev/Fibonacci.py", line 100, in <module>
    print(next(f_iterator))
  File "/Users/liuchen/MyDev/Fibonacci.py", line 79, in __next__
    raise StopIteration
StopIteration