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你知道python迭代器和生成器的区别吗?

 Ly

今天,我们来为大家介绍一下Python的进阶知识——迭代器和生成器,你们知道是怎么运行工作的吗?

迭代

1. 什么是迭代?

使用for循环遍历取值的过程叫做迭代,比如:使用for循环遍历列表获取值的过程

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2. 可迭代对象

使用for循环遍历取值的对象叫做可迭代对象, 比如:列表、元组、字典、集合、range、字符串

3.如何判断一个对象是否可以迭代

可以使用isinstance()判断一个对象是否是可迭代对象

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Python 迭代器

上面简单的介绍了一下迭代,迭代是 Python 最强大的功能之一,是访问集合元素的一种方式。现在正式进入主题:迭代器,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(),且字符串,列表或元组对象都可用于创建迭代器,迭代器对象可以使用常规 for 语句进行遍历,也可以使用 next() 函数来遍历。

具体的实例:

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iter()函数与next()函数

list、tuple等都是可迭代对象,我们可以通过iter()函数获取这些可迭代对象的迭代器。然后我们可以对获取到的迭代器不断使用next()函数来获取下一条数据。iter()函数实际上就是调用了可迭代对象的 __iter__ 方法。

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注意,当我们已经迭代完最后一个数据之后,再次调用next()函数会抛出StopIteration的异常,来告诉我们所有数据都已迭代完成,不能再执行next()函数了。

lsit 生成式(列表生成式)

1、创建 list 的方式

之前经过我们的学习,都知道如何创建一个 list ,可是有些情况,用赋值的形式创建一个 list 太麻烦了,特别是有规律的 list ,一个一个的写,一个一个赋值,太麻烦了。比如要生成一个有 30 个元素的 list ,里面的元素为 1 - 30 。我们可以这样写:

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输出的结果:

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这个其实在之前也有提到过:比如有个例子,打印九九乘法表,用这个方法其实就几句代码就可以了,可以参考之前文章:循环语句的运用

但是,如果用到 list 生成式,可以一句代码就生成九九乘法表了。具体看代码:

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最后输出的结果:

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不过,这里我们先要了解如何创建 list 生成式

2、list 生成式的创建

首先,lsit 生成式的语法为:

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第一种语法:首先迭代 iterable 里所有内容,每一次迭代,都把 iterable 里相应内容放到iter_var 中,再在表达式中应用该 iter_var 的内容,最后用表达式的计算值生成一个列表。

第二种语法:加入了判断语句,只有满足条件的内容才把 iterable 里相应内容放到 iter_var 中,再在表达式中应用该 iter_var 的内容,最后用表达式的计算值生成一个列表。

其实不难理解的,因为是 list 生成式,因此肯定是用 [] 括起来的,然后里面的语句是把要生成的元素放在前面,后面加 for 循环语句或者 for 循环语句和判断语句。

例子:

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输出的结果:

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可以看到,就是把要生成的元素 x * x 放到前面,后面跟 for 循环,就可以把 list 创建出来。那么 for 循环后面有 if 的形式呢?又该如何理解:

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输出的结果:

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这个例子是为了求 1 到 10 中偶数的平方根,上面也说到, x * x 是要生成的元素,后面那部分其实就是在 for 循环中嵌套了一个 if 判断语句。

那么有了这个知识点,我们也可以猜想出,for 循环里面也嵌套 for 循环。具体示例:

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输出的结果:

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其实知道了 list 生成式是怎样组合的,就不难理解这个东西了。因为 list 生成式只是把之前学习的知识点进行了组合,换成了一种更简洁的写法而已。

生成器

利用迭代器,我们可以在每次迭代获取数据(通过next()方法)时按照特定的规律进行生成。但是我们在实现一个迭代器时,关于当前迭代到的状态需要我们自己记录,进而才能根据当前状态生成下一个数据。为了达到记录当前状态,并配合next()函数进行迭代使用,我们可以采用更简便的语法,即生成器(generator)。生成器是一类特殊的迭代器。

创建生成器的方法1

要创建一个生成器,有很多种方法。第一种⽅法很简单,只要把一个列表生成式的 [ ] 改成 ( )

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创建 L 和 G 的区别仅在于最外层的 [ ] 和 ( ) , L 是一个列表,而 G 是一个生成器。我们可以直接打印出列表L的每一个元素,而对于生成器G,我们可以按照迭代器的使用方法来使用,即可以通过next()函数、for循环、list()等方法使用。

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创建生成器的方法2

generator⾮常强大。如果推算的算法比较复杂,用类似列表生成式的 for 循环无法实现的时候,还可以用函数来实现。 我们用著名的斐波那契数列来举例,回想我们在上一次⽤迭代器的实现方式:

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注意,在用迭代器实现的方式中,我们要借助几个变量(n、current、num1、num2)来保存迭代的状态。现在我们用生成器来实现一下。

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迭代器和生成器综合例子

因为迭代器和生成器基本是互通的,因此有些知识点需要综合在一起

1、反向迭代

反向迭代,也是常有的需求了,比如从一开始迭代的例子里,有个输出 list 的元素,从 1 到 5 的

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那么我们从 5 到 1 呢?这也很简单, Python 中有内置的函数 reversed()

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方向迭代很简单,可是要注意一点就是:反向迭代仅仅当对象的大小可预先确定或者对象实现了 __reversed__() 的特殊方法时才能生效。 如果两者都不符合,那你必须先将对象转换为一个列表才行

其实很多时候我们可以通过在自定义类上实现 __reversed__() 方法来实现反向迭代。不过有些知识点在之前的篇节中还没有提到,不过可以相应的看下,有编程基础的,学完上面的知识点应该也能理解的。

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输出的结果是 1 到 30 然后 30 到 1 ,分别是顺序打印和倒序打印

2、同时迭代多个序列

你想同时迭代多个序列,每次分别从一个序列中取一个元素。你遇到过这样的需求吗?

为了同时迭代多个序列,使用 zip() 函数,具体示例:

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输出的结果:

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其实 zip(a, b) 会生成一个可返回元组 (x, y) 的迭代器,其中 x 来自 a,y 来自 b。 一旦其中某个序列到底结尾,迭代宣告结束。 因此迭代长度跟参数中最短序列长度一致。注意理解这句话喔,也就是说如果 a , b 的长度不一致的话,以最短的为标准,遍历完后就结束。

利用 zip() 函数,我们还可把一个 key 列表和一个 value 列表生成一个 dict (字典),如下:

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输出的结果:

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这里提一下, zip() 是可以接受多于两个的序列的参数,不仅仅是两个。

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