一、迭代器
迭代是访问集合元素的一种方式。迭代器是一个可以记住遍历的位置的对象。迭代器对象从集合的第一个元素开始访问,直到所有的元素被访问完结束。迭代器只能往前不会后退。
1.1 判断一个对象是否可迭代
可以使用 isinstance() 判断一个对象是否是 Iterable 对象:
In [50]: from collections import Iterable
In [51]: isinstance([], Iterable)
Out[51]: True
In [52]: isinstance({}, Iterable)
Out[52]: True
In [53]: isinstance('abc', Iterable)
Out[53]: True
In [54]: isinstance(mylist, Iterable)
Out[54]: False
In [55]: isinstance(100, Iterable)
Out[55]: False
1.2 可迭代对象的本质
我们分析对可迭代对象进行迭代使用的过程,发现每迭代一次(即在for...in...中每循环一次)都会返回对象中的下一条数据,一直向后读取数据直到迭代了所有数据后结束。那么,在这个过程中就应该有一个“人”去记录每次访问到了第几条数据,以便每次迭代都可以返回下一条数据。我们把这个能帮助我们进行数据迭代的“人”称为迭代器(Iterator)。
可迭代对象的本质就是可以向我们提供一个这样的中间“人”即迭代器帮助我们对其进行迭代遍历使用。
可迭代对象通过__iter__方法向我们提供一个迭代器,
我们在迭代一个可迭代对象的时候,实际上就是先获取该对象提供的一个迭代器,然后通过这个迭代器来依次获取对象中的每一个数据.
那么也就是说,一个具备了__iter__方法的对象,就是一个可迭代对象
1 from collections import Iterable
2
3
4 class MyList(object):
5
6 def __init__(self):
7 self.container = []
8
9 def add(self, item):
10 self.container.append(item)
11
12 def __iter__(self):
13 """返回一个迭代器"""
14 pass
15
16
17 mylist = MyList()
18 print(isinstance(mylist, Iterable)) # True
这回测试发现添加了__iter__方法的mylist对象已经是一个可迭代对象了
1.3 iter()函数和next()函数
list、tuple等都是可迭代对象,我们可以通过iter()函数获取这些可迭代对象的迭代器。然后我们可以对获取到的迭代器不断使用next()函数来获取下一条数据。iter()函数实际上就是调用了可迭代对象的__iter__方法。
>>> li = [11, 22, 33, 44, 55]
>>> li_iter = iter(li)
>>> next(li_iter)
11
>>> next(li_iter)
22
>>> next(li_iter)
33
>>> next(li_iter)
44
>>> next(li_iter)
55
>>> next(li_iter)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration
>>>
注意,当我们已经迭代完最后一个数据之后,再次调用next()函数会抛出StopIteration的异常,来告诉我们所有数据都已迭代完成,不用再执行next()函数了。
1.4 如何判断一个对象是否是迭代器
可以使用 isinstance() 判断一个对象是否是 Iterator 对象:
In [56]: from collections import Iterator
In [57]: isinstance([], Iterator)
Out[57]: False
In [58]: isinstance(iter([]), Iterator)
Out[58]: True
In [59]: isinstance(iter("abc"), Iterator)
Out[59]: True
1.5 迭代器Iterator
通过上面的分析,我们已经知道,迭代器是用来帮助我们记录每次迭代访问到的位置,当我们对迭代器使用next()函数的时候,迭代器会向我们返回它所记录位置的下一个位置的数据。实际上,在使用next()函数的时候,调用的就是迭代器对象的__next__方法(Python3中是对象的__next__方法,Python2中是对象的next()方法)。所以,我们要想构造一个迭代器,就要实现它的__next__方法。但这还不够,python要求迭代器本身也是可迭代的,所以我们还要为迭代器实现__iter__方法,而__iter__方法要返回一个迭代器,迭代器自身正是一个迭代器,所以迭代器的__iter__方法返回自身即可。
一个实现了__iter__方法和__next__方法的对象,就是迭代器。
1 # 实现迭代器(两个类的写法)
2 class MyList(object):
3 """
4 自定义的一个可迭代对象
5 """
6
7 def __init__(self):
8 self.items = []
9
10 def add(self, val):
11 self.items.append(val)
12
13 def __iter__(self):
14 myiterator = MyIterator(self)
15
16 return myiterator
17
18
19 class MyIterator(object):
20 """
21 自定义的供上面可迭代对象使用的一个迭代器
22 """
23 def __init__(self, mylist):
24 self.mylist = mylist
25 # current用来记录当前访问到的位置
26 self.current = 0
27
28 def __next__(self):
29 if self.current < len(self.mylist.items):
30 item = self.mylist.items[self.current]
31 self.current += 1
32 return item
33 else:
34 raise StopIteration
35
36 def __iter__(self):
37 return self
38
39
40 if __name__ == '__main__':
41 mylist = MyList()
42 mylist.add(1)
43 mylist.add(2)
44 mylist.add(3)
45 mylist.add(4)
46 mylist.add(5)
47 for num in mylist:
48 print(num)
1 实现迭代器(写在一个类)
2 class MyList(object):
3
4
5 def __init__(self):
6 self.container = []
7 self.current = 0
8
9
10 def add(self, item):
11 self.container.append(item)
12
13
14 def __iter__(self):
15
16
17 return self
18
19
20 def __next__(self):
21 if self.current < len(self.container):
22 item = self.container[self.current]
23 self.current += 1
24 return item
25 else:
26 raise StopIteration
27
28
29
30
31 my_list = MyList()
32 my_list.add(1)
33 my_list.add(2)
34 my_list.add(3)
35 my_list.add(4)
36 my_list.add(5)
37
38
39 for num in my_list:
40 print(num)
1.6 for...in...循环的本质
for item in Iterable 循环的本质就是先通过iter()函数获取可迭代对象Iterable的迭代器,然后对获取到的迭代器不断调用next()方法来获取下一个值并将其赋值给item,当遇到StopIteration的异常后循环结束。
迭代器的特点:
1.7 迭代器的应用场景
斐波那契数列
1 class FibIterator(object):
2 """
3 斐波那契数列
4 """
5
6 def __init__(self, n):
7 """
8 :param n:int, 指明生成数列的前n个数
9 """
10 self.n = n
11 # current用来保存当前生成到数列中的第几个数了
12 self.current = 0
13 # num1用来保存前前一个数,初始值为数列中的第一个数0
14 self.num1 = 0
15 # num2用来保存前一个数,初始值为数列中的第二个数1
16 self.num2 = 1
17
18 def __next__(self):
19 """
20 被next()函数调用来获取下一个数
21 :return:
22 """
23
24 if self.current < self.n:
25 num = self.num1
26 self.num1, self.num2 = self.num2, self.num1+self.num2
27 self.current += 1
28 return num
29 else:
30 raise StopIteration
31
32 def __iter__(self):
33 """
34 "迭代器的__iter__返回自身即可
35 :return:
36 """
37 return self
38
39
40 if __name__ == '__main__':
41 fib = FibIterator(10)
42 for num in fib:
43 print(num, end=" ")
除了for循环能接收可迭代对象,list、tuple等也能接收。
1 除了for循环能接收可迭代对象,list、tuple等也能接收。
2
3 li = list(FibIterator(15))
4 print(li)
5 tp = tuple(FibIterator(6))
6 print(tp)
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