【python】迭代器&生成器

作者: 我写的BUG代码少 | 来源:发表于2020-04-23 10:17 被阅读0次

一. 迭代器

1.可迭代协议&迭代器协议(Iterable/Iterator)

只要是能被for循环的数据类型就一定拥有iter方法
【==可迭代协议(Iterable)==】只要含有iter方法的都是可迭代的（就可以被for循环）
- 判断是否含有iter方法(是否可以被for循环)
```
print('__iter__' in dir(dict))
>>> True
```
for 循环先去找iter方法，找到后开始遍历，如果没找到就报错
- for循环实际是在使用迭代器
- 可以被for循环的东西
  - list
  - dict
  - str
  - set
  - tuple
  - f = open() #文件
  - range()
  - enumerate
(可迭代的东西).__iter__() >>> 迭代器
- 一个列表执行了iter()之后的返回值就是一个迭代器
```
[].__iter__() #迭代器
```

迭代器包含·的方法有：

#【1】__setstate__

#【2】__next__    #通过next可以从迭代器中一个一个的取值

#【3】__length_hint__
[0,1].__iter__().__length_hint__() #元素个数
>>> 2

【==迭代器协议(Iterator)==】内部同时含有next和iter方法的就是迭代器

from collections import Iterator

class A:
    def __iter__(self): pass
    def __next__(self): pass

a = A()
print(isinstance(a, Iterator)) 
>>> True

模拟for循环

list1 = [1,2,3,4]
iterator = list1.__iter__()
while True:
    print(iterator.__next__())

2.迭代器的好处

从容器类型中一个一个的取值，会把所有值都取到
节省内存空间
- 迭代器并不会在内存中再占用一大块内存
  - 而是随着循环每次生成一个
  - 每次next每次给我一个
```
range(10000000000)  #类似定义，但还未读取占空间
print(list(range(10000000000)))
```

二. 生成器(自己写的迭代器)

1.生成器函数（自己写的函数）

含有yield关键字的函数，是生成器函数
特点：
- 调用函数之后，函数不执行，返回一个生成器
- 每次调用next方法的时候会取到一个值
- 直到取完最后一个，再执行next会报错
yield不能与return共用，且需要写在函数内部
- return会会结束
- yelid后不会结束

def generator():  #1.定义生成器函数
    print(1)
    yield 'a'

ret = generator() #2.生成器函数调用generator(),并得到返回值(返回值ret是一个生成器) #3.返回的生成器 >>> ret
print(ret)   #>>> <generator object generator at 0x000001BC7CC2A5C8> 说明内部代码未被执行,ret是生成器 
print(ret.__next__()) #ret是生成器(迭代器)含有next方法，可调用__next__()

>>>
1
a

[图片上传失败...(image-eb4702-1587608216353)]

生成器可阶段性取值（每做一部分就可以取值）

def func():
    for i in range(2000000):
        yield '取值%s'%i

g = func()  #生成器1
g1 = func()  #生成器2（新生成器，与生成器1无关）

#从生成器1取50个
count = 0
for i in g:
    count+=1
    print(i)
    if count >50:
        break

#从生成器2继续取50个（共取100个）
for i in g:
    count+=1
    print(i)
    if count >100:
        break

监听文件输入的例子

def tail(filename):
    f = open(filename, encoding='utf-8')
    while True:
        line = f.readline()
        if line.strip(): #如果line.strip()[去掉回车]不为空
            yield line.strip() #不能用return，用return只能取到第一行
            
g = tail('file')
for i in g:
    if 'python' in i:  #监听过滤/有‘python’就打印，没有就不打印
        print(i)

send()的用法

send() 获取下一个值的效果和next基本一致
只是再获取下一个值的时候，给上一个yield的位置传一个数据
使用send的注意事项
- 第一次不能用send
- 第一次使用生成器的时候，是用next获取下一个
- 函数中最后一个yield不能接收新的值

def generator():
    print(123)
    content = yield 1
    print('=====',content)
    print(456)
    yield 2

g = generator()
ret = g.__next__()
print('***',ret)
ret = g.send('hello') #send的效果和next一样
print('***',ret)

>>>
123
*** 1
===== hello
456
*** 2

[图片上传失败...(image-cb1cf0-1587608216353)]

函数执行：先执行等号右边，再执行左边
执行第一个next的时候，先执行到等号右边的yield，此时还没有赋值给content；下一步send的值发送给yield并赋值给等号左边的content

如果yield后还有要执行的代码

def generator():
    print(123)
    content = yield 1
    print('=====',content)
    print(456)
    arg = yield 2
    ''' 代码语句'''
    yield    #这里yield空


g = generator()
ret = g.__next__()
print('***',ret)
ret = g.send('hello') 
print('***',ret)

获取移动平均值

def average():
    sum = 0
    count = 0
    avg = 0
    while True:
        num = yield avg
        sum += num
        count += 1
        avg = sum/count
        

avg_g = average()
avg_g.__next__()
avg1 = avg_g.send(10)
avg1 = avg_g.send(20)
'''......'''
print(avg1)

预激生成器的装饰器

def init(func):
    def inner(*args,**kwargs):
        g = func(*args,**kwargs)
        g.__next__()
        return g
    return inner

@init
def average():
    sum = 0
    count = 0
    avg = 0
    while True:
        num = yield avg
        sum += num
        count += 1
        avg = sum/count
        

avg_g = average()
avg1 = avg_g.send(10)
avg1 = avg_g.send(20)
print(avg1)

[图片上传失败...(image-7007f9-1587608216353)]

yield from

原代码

def generator():
    a = 'abchdhb'
    b = '123555'
    for i in a:
        yield i
    for i in b:
        yield i

g = generator()
for i in g:
    print(i)

修改后

def generator():
    a = 'abchdhb'
    b = '123555'
    yield from a
    yield from b

g = generator()
for i in g:
    print(i)

2.生成器表达式

#【生成器表达式】
g = (i for i in range(10)) #g是生成器
for i in g:
    print(i)

#【列表表达式】
list = [i for i in range(10)]
for i in list:
    print(i)

区别：
- 括号不一样
- 返回的值不一样(生成器表达式几乎不占用内存)

面试题

1.生成器中的数据只能取一次，取完就没有了
2.惰性运算：不找它取值，它就不工作

面试题1

def demo():
    for i in range(4):
        yield i

g = demo()

g1 = (i for i in g)
g2 = (i for i in g1)

print(list(g1))
print(list(g2)) #g1的值已经被取完了
>>>
[0, 1, 2, 3]
[]

面试题2: for循环+生成器

def add(n,i):
    return n+i

def test():
    for i in range(4):
        yield i

g = test()

for n in [1,10]:
    g = (add(n,i) for i in g)
'''
n = 1
g = (add(n,i) for i in g) #1
n = 10
g = (add(n,i) for i in g)  #都未执行，直到print语句才执行，这个时候再找g
>>>
n = 1
g = (add(n,i) for i in g)
n = 10
g = (add(n,i) for i in (add(n,i) for i in g)) #这步的g是1.的g
>>>
n = 1
g = (add(n,i) for i in g)
n = 10
g = (add(n,i) for i in (add(n,i) for i in test()))
>>>
n = 1
g = (add(n,i) for i in g)
n = 10
g = (add(n,i) for i in (add(10,i) for i in test())) #i=0，1，2，3
#g = (add(n,i) for i in (10,11,12,13))
#g = (add(10,i) for i in (10,11,12,13))
'''

print(list(g))
>>>
[20, 21, 22, 23]

def add(n,i):
    return n+i

def test():
    for i in range(4):
        yield i

g = test()
for n in [1,10,5]:
    g = (add(n,i) for i in g)
'''
n = 1
g = (add(n,i) for i in test())
n = 10
g = (add(n,i) for i in add(n,i) for i in test())
n = 5
g = (add(n,i) for i in add(n,i) for i in add(n,i) for i in test())
#g = (add(5,i) for i in add(5,i) for i in add(5,i) for i in test())
'''
print(list(g))

识别多个文件中的特殊字段，并返回文件名

一个文件夹下，有多个文件，找寻含有'python'字段的文件，并返回文件名

import os

def init(func):
    def wrapper(*args,**kwargs):
        g=func(*args,**kwargs)
        next(g)
        return g
    return wrapper

@init
def list_files(target):
    while 1:
        dir_to_search=yield
        for top_dir,dir,files in os.walk(dir_to_search):
            for file in files:
                target.send(os.path.join(top_dir,file))
@init
def opener(target):
    while 1:
        file=yield
        fn=open(file)
        target.send((file,fn))
@init
def cat(target):
    while 1:
        file,fn=yield
        for line in fn:
            target.send((file,line))

@init
def grep(pattern,target):
    while 1:
        file,line=yield
        if pattern in line:
            target.send(file)
@init
def printer():
    while 1:
        file=yield
        if file:
            print(file)

g=list_files(opener(cat(grep('python',printer()))))

g.send('/test1')

协程应用：grep -rl /dir

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