python 迭代器与生成器

迭代器

迭代式访问元素的一种方式，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。

迭代器有两个基本的方法：iter() 和 next()。

常见的字符串，列表或元组对象都可用于创建迭代器：

>>> list=[1,2,3,4,5]
>>> it=iter(list)
>>> print(next(it))
1
>>> print(next(it))
2

迭代器对象可以使用常规for语句进行遍历：

list=[1,2,3,4,5]
it = iter(list)    # 创建迭代器对象
for x in it:
    print (x, end="  ")

输出如下：

1  2  3  4  5  

也可以使用 next() 函数：

import sys  # 引入 sys 模块

list = [1, 2, 3, 4]
it = iter(list)  # 创建迭代器对象

while True:
    try:
        print(next(it))
    except StopIteration:
        sys.exit()

输出如下：

1
2
3
4

创建一个迭代器

把一个类作为一个迭代器使用需要在类中实现两个方法 __iter__() 与 __next__() 。

如果你已经了解的面向对象编程，就知道类都有一个构造函数，Python 的构造函数为 __init__(), 它会在对象初始化的时候执行。

__iter__() 方法返回一个特殊的迭代器对象， 这个迭代器对象实现了 __next__() 方法并通过 StopIteration 异常标识迭代的完成。

__next__() 方法（Python 2 里是 next()）会返回下一个迭代器对象。

创建一个返回数字的迭代器，初始值为 1，逐步递增 1：

class MyNum:
    def __iter__(self):
        self.a=1
        return self

    def __next__(self):
        x=self.a
        self.a += 1
        return x

test=MyNum()
myiter=iter(test)

print(next(myiter))
print(next(myiter))
print(next(myiter))
print(next(myiter))

输出如下：

1
2
3
4

StopIteration

StopIteration 异常用于标识迭代的完成，防止出现无限循环的情况，在 __next__() 方法中我们可以设置在完成指定循环次数后触发 StopIteration 异常来结束迭代。

在 10 次迭代后停止执行：

class MyNum:
    def __iter__(self):
        self.a=1
        return self

    def __next__(self):
        if self.a<=10:
            x=self.a
            self.a += 1
            return x
        else:
            raise StopIteration

test=MyNum()
myiter=iter(test)

for i in myiter:
    print(i)

输出结果：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

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生成器

在 Python 中，使用了 yield 的函数被称为生成器（generator）。

跟普通函数不同的是，生成器是一个返回迭代器的函数，只能用于迭代操作，更简单点理解生成器就是一个迭代器。

在调用生成器运行的过程中，每次遇到 yield 时函数会暂停并保存当前所有的运行信息，返回 yield 的值, 并在下一次执行 next() 方法时从当前位置继续运行。

调用一个生成器函数，返回的是一个迭代器对象。

以下源码实现使用yield实现斐波那契数列：

def myfib(n):  # 生成器函数 - 斐波那契
    a,b,counter = 0,1,0
    while True:
        if counter>n:
            return
        yield a
        a,b = b,a+b
        counter += 1

f=myfib(10) # f 是一个迭代器，由生成器返回生成

while True:
    try:
        print(next(f))
    except StopIteration:
        break

输出结果：

0
1
1
2
3
5
8
13
21
34
55