迭代器详解

1.迭代器Iterator

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。

 

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。

 

示例代码如下：

class FibIterator(object):
    """斐波那契数列迭代器"""
    def __init__(self, n):
        """
        :param n: int, 指明生成数列的前n个数
        """
        self.n = n
        # current用来保存当前生成到数列中的第几个数了
        self.current = 0
        # num1用来保存前前一个数，初始值为数列中的第一个数0
        self.num1 = 0
        # num2用来保存前一个数，初始值为数列中的第二个数1
        self.num2 = 1

    def __next__(self):
        """被next()函数调用来获取下一个数"""
        if self.current < self.n:
            num = self.num1
            self.num1, self.num2 = self.num2, self.num1+self.num2
            self.current += 1
            return num
        else:
            raise StopIteration

    def __iter__(self):
        """迭代器的__iter__返回自身即可"""
        return self


if __name__ == '__main__':
    fib = FibIterator(10)
    for num in fib:
        print(num, end=" ")

2. 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 [1]: from collections import Iterator

In [2]: isinstance([], Iterator)
Out[3]: False

In [4]: isinstance(iter([]), Iterator)
Out[5]: True

In [6]: isinstance(iter("abc"), Iterator)
Out[7]: True

3. 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。

 

4. 迭代器的应用场景

举个例子，比如，数学中有个著名的斐波拉契数列（Fibonacci），数列中第一个数为0，第二个数为1，其后的每一个数都可由前两个数相加得到：

0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, ...

现在我们想要通过for...in...循环来遍历迭代斐波那契数列中的前n个数。那么这个斐波那契数列我们就可以用迭代器来实现，每次迭代都通过数学计算来生成下一个数。

class FibIterator(object):
　　"""斐波那契数列迭代器"""
　　def __init__(self, n):
　　　　"""
　　　　:param n: int, 指明生成数列的前n个数
　　　　"""
　　　　self.n = n
　　　　# current用来保存当前生成到数列中的第几个数了
　　　　self.current = 0
　　　　# num1用来保存前前一个数，初始值为数列中的第一个数0
　　　　self.num1 = 0
　　　　# num2用来保存前一个数，初始值为数列中的第二个数1
　　　　self.num2 = 1

　　def __next__(self):
　　　　"""被next()函数调用来获取下一个数"""
　　　　if self.current < self.n:
　　　　　　num = self.num1
　　　　　　self.num1, self.num2 = self.num2, self.num1+self.num2
　　　　　　self.current += 1
　　　　　　return num
　　　　else:
　　　　　　raise StopIteration

　　def __iter__(self):
　　　　"""迭代器的__iter__返回自身即可"""
　　　　return self


if __name__ == '__main__':
　　fib = FibIterator(10)
　　for num in fib:
　　　　print(num, end=" ")

5. 并不是只有for循环能接收可迭代对象

除了for循环能接收可迭代对象，list、tuple等也能接收。

li = list(FibIterator(15))
print(li)
tp = tuple(FibIterator(6))
print(tp)