python生成器、迭代器、列表 字典 集合解析、迭代器表达式

迭代器和生成器

1、迭代器

迭代器是访问集合元素的一种方式。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，不过这也没什么，因为人们很少在迭代途中往后退。另外，迭代器的一大优点是不要求事先准备好整个迭代过程中所有的元素。迭代器仅仅在迭代到某个元素时才计算该元素，而在这之前或之后，元素可以不存在或者被销毁。这个特点使得它特别适合用于遍历一些巨大的或是无限的集合，比如几个G的文件

特点：

访问者不需要关心迭代器内部的结构，仅需通过next()方法不断去取下一个内容
不能随机访问集合中的某个值 ，只能从头到尾依次访问
访问到一半时不能往回退
便于循环比较大的数据集合，节省内存
next()就相当于调用__next__()，for也是
iterable(可迭代)对象
支持每次返回自己所包含的一个成员的对象
对象实现了__iter__方法
　　(1)序列类型，如 str,list,tuple,set
　　(2)非序列类型，如 dict, file
　　(3)用户自定义的一些包含了__iter__()或__getitem__()方法的类

for循环可用于任何可迭代对象
　　for循环开始时，会通过迭代协议传递给iter()内置函数，从而能够从可迭代对象中获得一个迭代器，返回的对象含有需要的next()方法

>>> a = iter([1,2,3,4,5])
>>> a
<list_iterator object at 0x101402630>
>>> a.__next__()
1
>>> a.__next__()
2
>>> a.__next__()
3
>>> a.__next__()
4
>>> a.__next__()
5
>>> a.__next__()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

或者

>>> l1 = [1,2,3,4,5]
>>> l2 = l1.__iter__()
>>> type(l2)
<class 'list_iterator'>

>>> next(l2)
1
>>> next(l2)
2
>>> next(l2)
3
>>> next(l2)
4
>>> next(l2)
5
>>> next(l2)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

2、生成器

一个函数调用时返回一个迭代器，那这个函数就叫做生成器（generator）；如果函数中包含yield语法，那这个函数就会变成生成器；能够用next()调用或for循环使用

def func():
yield 1
yield 2
yield 3
yield 4
上述代码中：func是函数称为生成器，当执行此函数func()时会得到一个迭代器。

>>> temp = func()
>>> temp.__next__()
1
>>> temp.__next__()
2
>>> temp.__next__()
3
>>> temp.__next__()
4
>>> temp.__next__()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

一些例子：

#示例：使用yield函数生成器，能够用next()调用或for循环使用
>>> def genNum(x):
   ....:     y = 0
   ....:     while y <= x:
   ....:         yield y
   ....:         y += 1
   ....:         

>>> g1 = genNum(5)

>>> next(g1)
0

>>> for i in g1:
   ....:     print i
   ....:     
1
2
3
4
5

#示例：求1到10的平方，可以使用列表解析或者生成器，也可以是用yield
>>> def genNum(n):
   ....:     i = 1
   ....:     while i <= 10:
   ....:         yield i ** 2
   ....:         i += 1
   ....:         

>>> g1 = genNum(5)

>>> for i in g1:
   ....:     print i
   ....:     
1
4
9
16
25
36
49
64
81
100

利用生成器自定义range

 def nrange(num):
    temp = -1
    while True:
        temp = temp + 1
        if temp >= num:
            return
        else:
            yield temp

列表解析和生成器表达式:

列表，字典，集合解析

列表解析是python迭代机制的一种应用，它常用于实现创建新的列表，因此要放置于[]中

语法：
[expression for iter_var in iterable]
[expression for iter_var in iterable if condition_expression]

示例1：        
>>> l1 = [1,2,3,4,5]

>>> l2 = [x ** 2 for x in l1]

>>> print(l2)
[1, 4, 9, 16, 25]

示例2：      
>>> l3 = [ x ** 2 for x in l1 if x >= 3 ]

>>> print(l3)
[9, 16, 25]
    
字典：        
>>> a = [1,2,3]
>>> b = ["a","b","c"]
>>> d = {e:f for e in a for f in b}
>>> {e:f for e in a for f in b}
{1: 'c', 2: 'c', 3: 'c'}
集合：
strings = {"a","is","with","file"}
S = {len(s) for s in strings}
>>> S
set([1, 2, 4])

    
    
#示例4：        
>>> l1 = ['x','y','z']

>>> l2 = [1,2,3]

>>> l3 = [ (i,j) for i in l1 for j in l2 ]

>>> print(l3)
[('x', 1), ('x', 2), ('x', 3), ('y', 1), ('y', 2), ('y', 3), ('z', 1), ('z', 2), ('z', 3)]
    
#示例5：            
>>> l1 = ['x','y','z']

>>> l2 = [1,2,3]

>>> l3 = [ (i,j) for i in l1 for j in l2 if j != 1 ]

>>> print(l3)
[('x', 2), ('x', 3), ('y', 2), ('y', 3), ('z', 2), ('z', 3)]

生成器表达式

生成器表达式并不真正创建数字列表，而是返回一个生成器对象，此对象在每次计算出一个条目后，把这个条目“产生”(yield)出来
生成器表达式使用了"惰性计算"或称作"延迟求值"的机制
序列过长，并且每次只需要获取一个元素时，应当考虑使用生成器表达式而不是列表解析
生成器表达式与python 2.4引入

语法：
(expr for iter_var in iterable)
(expr for iter_var in iterable if condition_expr)

示例1：    
>>> g1 = ( i**2 for i in range(1,11))
>>> next(g1)
1
>>> next(g1)
4
    
示例2：    
>>> for j in ( i**2 for i in range(1,11) ): print(j/2)

斐波拉契数列

def calcu(max):
	n,a,b = 0,0,1
	while n <max:
		print b
		a,b = b,a+b
		n += 1
		
calcu(10)