迭代器
迭代器(iterator)有时又称游标(cursor)是程式设计的软件设计模式,可在容器物件(container,例如链表或阵列)上遍访的界面,设计人员无需关心容器物件的内存分配的实现细节。
摘自维基百科
也就是说迭代器类似于一个游标,卡到哪里就是哪里,可以通过这个来访问某个可迭代对象的元素;同时,也不是只有Python有这个特性。比如C++的STL中也有这个,如 vector<int>::iterator it 。下面主要说一下Python中的可迭代对象和迭代器吧。
Python可迭代对象(Iterable)
Python中经常使用 for 来对某个对象进行遍历,此时被遍历的这个对象就是可迭代对象,像常见的 list , tuple 都是。如果给一个准确的定义的话,就是只要它定义了可以返回一个迭代器的 __iter__ 方法,或者定义了可以支持下标索引的 __getitem__ 方法(这些双下划线方法会在其他章节中全面解释),那么它就是一个可迭代对象。
Python迭代器(iterator)
迭代器是通过 next() 来实现的,每调用一次他就会返回下一个元素,当没有下一个元素的时候返回一个 StopIteration 异常,所以实际上定义了这个方法的都算是迭代器。可以用通过下面例子来体验一下迭代器:
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In [ 38 ]: s = 'ab' In [ 39 ]: it = iter (s) In [ 40 ]: it Out[ 40 ]: <iterator at 0x1068e6d50 > In [ 41 ]: print it <iterator object at 0x1068e6d50 > In [ 42 ]: it. next () Out[ 42 ]: 'a' In [ 43 ]: it. next () Out[ 43 ]: 'b' In [ 44 ]: it. next () - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - StopIteration Traceback (most recent call last) <ipython - input - 44 - 54f0920595b2 > in <module>() - - - - > 1 it. next () StopIteration: |
自己实现一个迭代器,如下(参见官网文档):
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class Reverse: """Iterator for looping over a sequence backwards.""" def __init__( self , data): self .data = data self .index = len (data) def __iter__( self ): return self def next ( self ): if self .index = = 0 : raise StopIteration self .index = self .index - 1 return self .data[ self .index] rev = Reverse( 'spam' ) for char in rev: print char [output] m a p s |
生成器(Generators)
生成器是构造迭代器的最简单有力的工具,与普通函数不同的只有在返回一个值的时候使用 yield 来替代 return ,然后 yield 会自动构建好 next() 和 iter() 。是不是很省事。例如:
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def reverse(data): for index in range ( len (data) - 1 , - 1 , - 1 ): yield data[index] >>> for char in reverse( 'golf' ): ... print char ... f l o g |
生成器最佳应用场景是:你不想同一时间将所有计算出来的大量结果集分配到内存当中,特别是结果集里还包含循环。比方说,循环打印1000000个数,我们一般会使用 xrange() 而不是 range() ,因为前者返回的是生成器,后者返回的是列表(列表消耗大量空间)。
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Help on built - in function range in module __builtin__: range (...) range (stop) - > list of integers range (start, stop[, step]) - > list of integers Return a list containing an arithmetic progression of integers. range (i, j) returns [i, i + 1 , i + 2 , ..., j - 1 ]; start (!) defaults to 0. When step is given, it specifies the increment ( or decrement). For example, range ( 4 ) returns [ 0 , 1 , 2 , 3 ]. The end point is omitted! These are exactly the valid indices for a list of 4 elements. class xrange ( object ) | xrange (stop) - > xrange object | xrange (start, stop[, step]) - > xrange object | | Like range (), but instead of returning a list , returns an object that | generates the numbers in the range on demand. For looping, this is | slightly faster than range () and more memory efficient. iter () |
将可迭代对象转化为迭代器。
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In [ 113 ]: s = 'abc' In [ 114 ]: s. next () - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - AttributeError Traceback (most recent call last) <ipython - input - 114 - 5e5e6532ea26 > in <module>() - - - - > 1 s. next () AttributeError: 'str' object has no attribute 'next' In [ 115 ]: it = iter (s) In [ 116 ]: it. next () Out[ 116 ]: 'a' |
生成器表达式
和列表推导式唯一的区别就是中括号换成了小括号,如下:
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In [ 119 ]: num = (i for i in range ( 10 )) In [ 120 ]: sum (num) Out[ 120 ]: 45 |