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python 迭代器&生成器

python 迭代器&生成器

作者: 别动我名字呀 | 来源:发表于2019-03-25 23:00 被阅读0次

    在了解这个内容之前我们需要先了解一下列表生成式

    列表生成式

    通过列表生成式,我们可以直接创建一个列表。

    L =[i*2 for i in range(5)]
    print(L)
    # 运行结果:[0, 2, 4, 6, 8]
    

    但是,受到内存限制,列表容量肯定是有限的。而且,创建一个包含100万个元素的列表,占用的存储空间也很大,如果我们大多是时候只要访问前面几个元素,偶尔访问后面的元素,那对于性能并不是很友好。

    生成器(Generator)

    所以,如果列表元素可以按照某种规则推算出来,那么我们不必创建一个完整的list。在Python中,这种一边循环一边计算的机制,称之为生成器

    要创建一个generator,有很多种方法。第一种方法很简单,只要把一个列表生成式的[]改成(),就创建了一个generator:

    g = (x * x for x in range(10))
    print(g)
    # 运行结果:
    # <generator object <genexpr> at 0x00000049733883B8>
    
    # generator有next()获取元素值,但基本上永远不会调用next()方法,而是通过for循环来迭代它。
    for i in g :
        # 注释
        print(i)
    # 运行结果:
    # 0
    # 1
    # 3
    # 9
    # ...
    

    个人理解列表生成器会在编译的时候就生成好完整的数据,而生成器编译的时候只会返回一个内存地址,我们调用的时候才会生成相应的数据

    通过上面的例子可能会让我们以为生成器是一个表达式,其实python其提供了两种表达方式

    • 生成器表达式:返回一个对象,这个对象只有在需要的时候才产生结果
    • 生成器函数:也是用def定义的,利用关键字yield一次性返回一个结果,阻塞,重新开始

    生成器函数普通函数的区别在于,一般的函数在执行完毕之后会返回一个值然后退出,但是生成器函数会自动挂起,然后重新拾起继续执行,他会利用yield关键字关起函数,给调用者返回一个值,同时保留了当前的足够多的状态,可以使函数继续执行

    # 函数有了yield之后,函数名+()就变成了生成器
    # return在生成器中代表生成器的中止,直接报错
    def consumer(name):
        print('%s,准备吃包子了' % name)
        while True:
            baozi = yield
            print("%s馅儿的" % baozi)
    
    
    c = consumer('Victor')  # 创建生成器,返回 对象地址
    c.__next__()  # next 第一次调用会在 yield 前面停止
    # 运行结果:Victor,准备吃包子了
    c.send('韭菜')  # send 作用是唤醒并继续执行,同时传一个值到生成器内部  yield 接收
    # 运行结果:韭菜馅儿的
    c.__next__() # next 作用是唤醒并继续执行
    # 运行结果:None馅儿的
    
    

    迭代器

    可以直接作用于for 循环的对象统称为可迭代对象:Iterable;我们已经知道,可以直接作用于for循环的数据类型有以下几种:

    • 一类是集合数据类型,如list,tuple,dict,set,str等
    • 一类是generator,包括生成器和带yield的generator function

    可以使用isinstance()判断一个对象是否为可Iterable对象,如下:

    from collections import Iterable
    # 判断是否可迭代
    print(isinstance([], Iterable)) # Iterable 可迭代的
    # 结果:True
    print(isinstance((x for x in range(10)), Iterable))
    # 结果:True
    print(isinstance(100, Iterable))
    # 结果:False
    

    可以被next()函数调用并不断返回下一个值的迭代对象称为迭代器:Iterator。

    生成器都是Iterator对象(迭代器),但list、dict、str虽然是Iterable(可迭代对象),却不是Iterator(迭代器)。

    • 把list、dict、str等Iterable变成Iterator可以使用iter()函数:
    from collections import  Iterable
    from collections import Iterator
    # 判断是为迭代器
    print(isinstance(iter([]), Iterator))
    # 结果:True
    print(isinstance(iter('abc'), Iterator))
    # 结果:True
    
    

    小结:

    • 凡是可作用于for循环的对象都是Iterable【可迭代】类型;
    • 凡是可作用于next()函数的对象都是Iterator【迭代器】类型,它们表示一个惰性计算的序列;
    • 集合数据类型如list、dict、str等是Iterable但不是Iterator,不过可以通过iter()函数获得一个Iterator对象。

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