二十、深入 Python 迭代器和生成器

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发布于: 2020 年 10 月 21 日

@Author： Runsen
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学习python的过程中，迭代器与生成器是绕不开的话题， 什么是迭代器和生成器呢？
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下面我们来了解一下什么是迭代。但在了解迭代器之前，首先需要知道什么是容器。
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容器﻿
正所谓：一切都是对象，对象的抽象就是类，而对象的集合就是容器。
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容器，就是有多个对象组成的东西。
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比如：列表[0,1,2]，元组(1,2,3),字典{’0:'0','1':"1'}集合{1,2,3}都是容器。
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所有的容器都是可迭代对象，也就是可以使用for循环遍历元素。
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# 1、for 循环迭代字符串, 字符串之间使用空格连接
for char in 'RUNSEN':
    print(char, end=' ')
    
输出如下：
R U N S E N
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# 2、for 循环迭代 list 列表，列表元素之间使用空格连接
list1 = [i for i in range(5)]  # 这里使用了列表生成表达式
for num in list1:
    print(num, end=' ')
    
输出如下：
0 1 2 3 4
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# 3、for 循环迭代 dict （字典）
dict = {'name': 'Runsen', 'age': '21', 'sex': '男'}
# 迭代 dict 中的 key（默认是迭代key）
for key in dict:
    print(key, end=' ')
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for value in dict.values():
    print(value, end=' ')
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输出如下：
name age sex
Runsen 21 男
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# 4、list 中一个元素中还有多个元素
for x, y in [(1, 'a'), (2, 'b'), (3, 'c')]:
    print(x, y)
    
输出如下： 
1 a
2 b
3 c
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可迭代对象﻿
所有的容器都是可迭代对象（iterable），从专业角度来讲，只要:内部含有__iter__方法的对象，就是可迭代对象。
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因此，我只要使用print('__iter__' in dir(XX))，就能判断XX是不是可迭代对象。
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人们常说：列表、元组、字典、字符串都是可迭代对象。数字、布尔值都是不可迭代的。我一试便知。
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list,dict(keys(),values(),items()),tuple,str,set,range, 文件句柄（待定）
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print('__iter__' in dir(list))
print('__iter__' in dir(tuple))
print('__iter__' in dir(dict))
print('__iter__' in dir(set))
print('__iter__' in dir(str))
print('__iter__' in dir(int))
print('__iter__' in dir(bool))
print('__iter__' in dir([1,2,3]))
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输出如下： 
True
True
True
True
True
False
False
True
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除了print('__iter__' in dir(XX))判断是不是可迭代对象。还是一种通过Iterable和isinstance方法联合使用，进行判断。
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from collections import Iterable
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print(isinstance('abc', Iterable))
print(isinstance({1, 2, 3}, Iterable))
print(isinstance(1, Iterable))
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输出如下： 
True
True
False
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注意：list,string,tuple,dict 都属于可迭代对象，但不是迭代器
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迭代器﻿
迭代器（iterator）只是提供了一个 next 的方法。调用这个方法后，你要么得到这个可迭代对象的下一个对象，要么得到一个 StopIteration 的错误。
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那么，如何声明一个可迭代对象，可以通过__iter__() 来生成可迭代对象，前提是__iter__()传入的参数是容器。
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你看下图iter(111)是不是报错了。
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因为111不能遍历，所以iter(111)直接报错。
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取值﻿
上面说过：迭代器提供了一个next方法，调用这个方法，得到了容器的下一个对象或者一个stopiteration 的报错，具体代码如下所示。
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>>> a = iter("123")
>>> next(a)
'1'
>>> next(a)
'2'
>>> next(a)
'3'
>>> next(a)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration
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生成器﻿
那么什么又是生成器，和迭代器又有什么关系？
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其实，生成器也是迭代器，但更加优雅。使用生成器，我们可以实现与迭代器相同的功能，但不必在类中编写iter()和next()函数
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我觉得生成器就是一个迭代器的例子。，如果说迭代器是人，那么生成器就人中的一类人，比如黄人。
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为什么会出来一个生成器，其实很简单声明一个迭代器很简单，但是很容易造成内存不够。生成器不会将集合中所有的元素都加载到内存。
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比如下图（i for i in range(1000000000)通过元组方式生成生成器。如果使用迭代器，那么当声明迭代器就运行不了了。
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[i for i in range(1000000000] 它本是一个迭代器，但因占用的内存太大了，跑不起来，于是古人引出了生成器的概念，当你用的时候，再加载到内存空间中。
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在声明生成器中，还有一种方法通过yield关键字。
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yield和return的区别在于yield并没有终止函数，而return返回值后不再执行函数内代码。
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对于yield，在scrapy用的多，然后我在其他地方没有见到过。
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引用yield，带yield的函数就叫做生成器，具体示例如下所示。
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def test():
    yield 1
    yield 2
    yield 3
t = test()
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print(next(t))#output:1
print(next(t))#output:2
print(next(t))#output:3
print(next(t))#output:Traceback (most recent call last):StopIteration
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今天也学到了很多东西呢，明天有什么新知识呢？真期待鸭~如果喜欢文章可以关注我哦~
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