Python-迭代器-Python自学笔记4

本章重点

• 可迭代对象
  • 迭代的概念
  • 可迭代对象
    • 判断一个对象是否是可迭代对象
• 迭代器
  • 什么是迭代器
  • 迭代器的作用
  • 怎么生成一个迭代器
  • 迭代器的用法
  • 迭代器的优点
  • 迭代器的缺点

可迭代对象

迭代的概念

学习可迭代对象前我们应该了解一下迭代的概念

以下是我在维基百科中找到的关于迭代的定义：

• 迭代是重复反馈过程的活动，其目的通常是为了接近并到达所需的目标或结果。每一次对过程的重复被称为一次“迭代”，而每一次迭代得到的结果会被用来作为下一次迭代的初始值。

• 用代码解释：

  • 实例1----非迭代

  • i = 0
      while i < 5:
        	print("Python 是世界上最好的语言")
        	i += 1
        ````
    

  • 实例2----迭代

  •    i = 0
       	while i < 5:
           print(i)
           i += 1
    

  • 上面这两段代码看着很相似，但是为什么实例1是非迭代而实例2却是迭代呢？其实是因为实例1仅仅是重复打印了5次Python 是世界上最好的语言",它所输出的内容并不依赖上一次的数据，所以不能算迭代。

  • 而实例2每次输出的结果都是基于上一次的数据+=1 所以是迭代。

可迭代对象

• 可迭代对象，并不是某种具体的数据类型，它是指存储了元素的一个容器对象。且这个容器对象包拥有__iter__ 或 __getitem__方法。

• 那么如何确定一个对象是否是可迭代对象：

  思路：上面提到了，有__iter__ 方法的对象就是可迭代对象，我们只需要查看这个对象的所有方法，再看里面有没有 __iter__方法。

  我们可以使用python内置方法dir()查看一个对象的所有方法。

  例如：

  l = [1,2,3,4,5,6]
  print(dir(l))
  

  结果：

  • ['__add__', '__class__', '__contains__', '__delattr__',
     '__delitem__', '__dir__', '__doc__', '__eq__',
     '__format__', '__ge__', '__getattribute__',
     '__getitem__', '__gt__', '__hash__', '__iadd__',
     '__imul__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__',
     '__le__', '__len__', '__lt__', '__mul__', '__ne__',
     '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__',
     '__reversed__', '__rmul__', '__setattr__', '__setitem__',
     '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'append',
     'clear', 'copy', 'count', 'extend', 'index', 'insert',
     'pop', 'remove', 'reverse', 'sort']
    

    内置方法dir()会获取对象的所有方法并返回一个列表，且列表内的每一个元素都是以字符串形式表现

    上方的返回结果里面有__iter__ 和 __getitem__方法，我们可以确定列表就是一个可迭代对象。但这样子一次性返回这么多方法，我们要一个个去看，这显然不够直观，现在我们用我们以前学过的内容，搭配dir()方法确定该对象是不是可迭代对象。

    自己先尝试写一下，写完再点开看

     
     print(('__iter__' in dir(l)) or ('__getitem__' in dir(l)))
     结果 >>> True
      

迭代器

什么是迭代器

GOF给迭代器的定义为：提供一种方法访问一个容器（container）对象中各个元素，而又不需暴露该对象的内部细节。

迭代器就是为了实现不同集合进行统一遍历的一种机制。

内部含有 __next__ 方法的对象都是迭代器

迭代器的作用

从上面这句定义我们可以看出 迭代器 就是为了容器而生，而迭代器需要做的事就是将容器中的元素一个一个取出来。

怎么创建迭代器对象（两种方法）

创建迭代器之前，我们需要先知道，用于创建迭代器的对象必须是可迭代对象，

如 str list dict set 等，这种可迭代对象都可以用于创建迭代器。

• 使用内置函数创建迭代器对象 (iter(obj))

  • li = [1, 2, 3, 4]
    iter_obj = iter(li)  # 迭代器对象
    

• 使用对象方法创建迭代器对象 (obj.__iter__())

  • str_ = "Hello Python"
    iter_obj = str_.__iter__()  # 迭代器对象
    

迭代器的用法

迭代器是不能直接查看里面的元素的，需要使用 next(iter_obj) 进行取值，且使用一次next() 取一个元素，且取值次数只能和元素个数一样，否则将报 StopIteration 错误

迭代器里的每个元素只能取值一次，所以不能还原迭代器，也就是说迭代器里面的元素取完了，这个迭代器就不能再次使用了。

实例：

• # 创建一个列表
  li = [1, 2, 3, 4]
  # 创建这个列表的迭代器对象
  li_iter = iter(li)
  # 取值
  # 取值也可以使用 li_iter.__next__() 方法
  print(next(li_iter))
  print(next(li_iter))
  print(next(li_iter))
  print(next(li_iter))
  

• 结果：

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4

现在我们利用while 循环来模拟一下 for 循环遍历。

• li = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
  iter_obj = iter(li)
  while 1:
      try:  # 异常捕获
      	print(next(iter_obj))
      except StopIteration:  # 如果报了StopIteration错误就执行break
          break
  

• 结果：

  • 1
  • 2
  • ... 345678 # 让我偷一下懒
  • 9

迭代器的优缺点

• 优点：
  1. 节约内存
  2. 惰性机制，一次只取一个值。
• 缺点：
  1. 速度慢
  2. 不能恢复迭代器，即同一个元素只能取一次。