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迭代器與生成器

迭代器（iterator）與生成器（generator）是 Python 中比較常用又很容易混淆的兩個(gè)概念，今天就把它們梳理一遍，并舉一些常用的例子。

for 語(yǔ)句與可迭代對(duì)象（iterable object）：

for i in [1, 2, 3]:

    print(i)

1

2

3

obj = {'a': 123, 'b': 456}

for k in obj:

    print(k)

b

a

這些可以用在 for 語(yǔ)句進(jìn)行循環(huán)的對(duì)象就是可迭代對(duì)象。除了內(nèi)置的數(shù)據(jù)類(lèi)型（列表、元組、字符串、字典等）可以通過(guò) for 語(yǔ)句進(jìn)行迭代，我們也可以自己創(chuàng)建一個(gè)容器，包含一系列元素，可以通過(guò) for 語(yǔ)句依次循環(huán)取出每一個(gè)元素，這種容器就是迭代器（iterator）。除了用 for 遍歷，迭代器還可以通過(guò) next() 方法逐一讀取下一個(gè)元素。要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)迭代器有3種方法，其中前兩種分別是：

1. 為容器對(duì)象添加 __iter__() 和 __next__() 方法（Python 2.7 中是 next()）；__iter__() 返回迭代器對(duì)象本身 self，__next__() 則返回每次調(diào)用 next() 或迭代時(shí)的元素；

2. 內(nèi)置函數(shù) iter() 將可迭代對(duì)象轉(zhuǎn)化為迭代器

# iter(IterableObject)

ita = iter([1, 2, 3])

print(type(ita))

 

print(next(ita))

print(next(ita))

print(next(ita))

 

# Create iterator Object

class Container:

    def __init__(self, start = 0, end = 0):

        self.start = start

        self.end = end

    def __iter__(self):

        print('[LOG] I made this iterator!')

        return self

    def __next__(self):

        print('[LOG] Calling __next__ method!')

        if self.start

            i = self.start

            self.start += 1

            return i

        else:

            raise StopIteration()

c = Container(0, 5)

for i in c:

    print(i)

1

2

3

[LOG] I made this iterator!

[LOG] Calling __next__ method!

0

[LOG] Calling __next__ method!

1

[LOG] Calling __next__ method!

2

[LOG] Calling __next__ method!

3

[LOG] Calling __next__ method!

4

[LOG] Calling __next__ method!

創(chuàng)建迭代器對(duì)象的好處是當(dāng)序列長(zhǎng)度很大時(shí)，可以減少內(nèi)存消耗，因?yàn)槊看沃恍枰涗浺粋€(gè)值即刻（經(jīng)?？吹饺藗兘榻B Python 2.7 的 range 函數(shù)時(shí)，建議當(dāng)長(zhǎng)度太大時(shí)用 xrange 更快，在 Python 3.5 中已經(jīng)去除了 xrange 只有一個(gè)類(lèi)似迭代器一樣的 range）。

生成器

前面說(shuō)到創(chuàng)建迭代器有3種方法，其中第三種就是生成器（generator）。生成器通過(guò) yield 語(yǔ)句快速生成迭代器，省略了復(fù)雜的 __iter__() & __next__() 方式：

def container(start, end):

    while start

        yield start

        start += 1

c = container(0, 5)

print(type(c))

print(next(c))

next(c)

for i in c:

    print(i)

0

2

3

4

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，yield 語(yǔ)句可以讓普通函數(shù)變成一個(gè)生成器，并且相應(yīng)的 __next__() 方法返回的是 yield 后面的值。一種更直觀的解釋是：程序執(zhí)行到 yield 會(huì)返回值并暫停，再次調(diào)用 next() 時(shí)會(huì)從上次暫停的地方繼續(xù)開(kāi)始執(zhí)行：

def gen():

    yield 5

    yield 'Hello'

    yield 'World'

    yield 4

for i in gen():

    print(i)

5

Hello

World

4

Python 3.5 （準(zhǔn)確地說(shuō)應(yīng)該是 3.3 以后）中為生成器添加了更多特性，包括 yield from 以及在暫停的地方傳值回生成器的 send()等，為了保持簡(jiǎn)潔這里就不深入介紹了，有興趣可以閱讀官方文檔說(shuō)明以及參考。

參考

• Iterators & Generators

• How the heck does async/await work in Python 3.5?

• Python’s yield from