Python3 迭代器与生成器

迭代器

迭代是Python最强大的功能之一，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。

迭代器有两个基本的方法：iter() 和 next()。

字符串，列表或元组对象都可用于创建迭代器：

>>>list=[1,2,3,4]
>>>?it?=?iter(list)????#?创建迭代器对象
>>>?print?(next(it))???#?输出迭代器的下一个元素
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]
it?=?iter(list)????#?创建迭代器对象
for?x?in?it:
????print?(x,?end="?")

执行以上程序，输出结果如下：

1?2?3?4

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()

执行以上程序，输出结果如下：

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。

更多内容查阅：Python3 面向对象

__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?MyNumbers:
??def?__iter__(self):
????self.a?=?1
????return?self
?
??def?__next__(self):
????x?=?self.a
????self.a?+=?1
????return?x
?
myclass?=?MyNumbers()
myiter?=?iter(myclass)
?
print(next(myiter))
print(next(myiter))
print(next(myiter))
print(next(myiter))
print(next(myiter))

执行输出结果为：

1
2
3
4
5

StopIteration

StopIteration 异常用于标识迭代的完成，防止出现循环的情况，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 20 次迭代后停止执行：

class?MyNumbers:??def?__iter__(self):????self.a?=?1
????return?self
?
??def?__next__(self):????if?self.a?<=?20:??????x?=?self.a
??????self.a?+=?1
??????return?x
????else:??????raise?StopIteration
?myclass?=?MyNumbers()myiter?=?iter(myclass)
?for?x?in?myiter:??print(x)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

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。

以下实例使用 yield 实现斐波那契数列：

import?sys
?
def?fibonacci(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?=?fibonacci(10)?#?f?是一个迭代器，由生成器返回生成
?
while?True:
????try:
????????print?(next(f),?end="?")
????except?StopIteration:
????????sys.exit()

执行以上程序，输出结果如下：

0?1?1?2?3?5?8?13?21?34?55