python迭代器詳解

python迭代器

1. 可迭代對(duì)象

可以利用 for 循環(huán)的對(duì)象，都叫可迭代對(duì)象。

列表、元組、字典、字符串等都是可迭代對(duì)象。

# 以列表為例
>>> alist = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
>>> for i in alist:
...     print(i)
...
0
1
2
3
4
5

2. 是否可迭代？

對(duì) Python 比較熟悉的朋友，肯定知道哪些數(shù)據(jù)類型是可迭代的，哪些是不可迭代的。

但是對(duì)新手來(lái)說(shuō)，可能需要借助一些函數(shù)來(lái)判別，比如 Python 內(nèi)置的 collections.abc 模塊，這個(gè)模塊只有在 Python 中才有噢，在這個(gè)模塊中提供了一個(gè) Iterable 類，可以用 isinstance 來(lái)判斷。

>>> from collections.abc import Iterable
>>>
>>> isinstance([0, 1, 2], Iterable) # 列表
True
>>> isinstance({"name": "張三"}, Iterable) # 字典
True
>>> isinstance((1,2,3), Iterable) # 元組
True
>>> isinstance("hello", Iterable) # 字符串
True

但是這種方法并不是百分百準(zhǔn)確（具體下面會(huì)說(shuō)到），最準(zhǔn)確的方法，還是應(yīng)該使用 for 循環(huán)。

3. 可迭代協(xié)議

可迭代對(duì)象內(nèi)部是如何實(shí)現(xiàn)在你對(duì)其進(jìn)行 for 循環(huán)時(shí)，可以一個(gè)一個(gè)元素的返回出來(lái)呢？

這就要談到迭代器協(xié)議。

第一種場(chǎng)景：如果一個(gè)對(duì)象內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了 __iter__() 方法 ，并返回一個(gè)迭代器實(shí)例，那么該對(duì)象就是可迭代對(duì)象

class Array:
    mylist = [0,1,2]

    # 返回迭代器類的實(shí)例
    def __iter__(self):
        return iter(self.mylist)

# 得到可迭代對(duì)象
my_list = Array()
print(isinstance(my_list, Iterable)) # True

for i in my_list:
    print(i)

第二種場(chǎng)景：假設(shè)一個(gè)對(duì)象沒(méi)有實(shí)現(xiàn) __iter__() ，Python 解釋器 __getitem__() 方法獲取元素，如果可行，那么該對(duì)象也是一個(gè)可迭代對(duì)象。

from collections.abc import Iterable

class Array:
    mylist = [0,1,2]

    def __getitem__(self, item):
        return self.mylist[item]

# 得到一個(gè)可迭代對(duì)象
my_list = Array()
print(isinstance(my_list, Iterable)) # False

for i in my_list:
    print(i)

此時(shí)如果你使用 isinstance(my_list, Iterable) 去判斷是否是可迭代，就會(huì)返回 False，因?yàn)?isinstance 這種方法就是檢查對(duì)象是否有 __iter__ 方法。這也論證了使用 isinstance(my_list, Iterable) 去判斷是否可迭代是不準(zhǔn)確的。

4. 什么是迭代器

當(dāng)你對(duì)一個(gè)可迭代對(duì)象使用 iter 函數(shù)后，它會(huì)返回一個(gè)迭代器對(duì)象，對(duì)于迭代器對(duì)象，我們可以使用 next 函數(shù)，去獲取元素，每執(zhí)行一次，獲取一次，等到全部獲取完畢，會(huì)拋出 StopIteration 提示無(wú)元素可取。

>>> alist = [0, 1, 2, 3]
>>> gen = iter(alist)
>>> gen

>>> next(gen)
0
>>> next(gen)
1
>>> next(gen)
2
>>> next(gen)
3
>>> next(gen)
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
StopIteration

5. 迭代器協(xié)議

對(duì)比可迭代對(duì)象，迭代器的內(nèi)部只是多了一個(gè)函數(shù)而已 – __next__()

正因?yàn)橛辛怂?，我們才可以?next 來(lái)獲取元素。

迭代器，是在可迭代的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)迭代器，我們首先，得有一個(gè)可迭代對(duì)象。 現(xiàn)在就來(lái)看看，如何創(chuàng)建一個(gè)可迭代對(duì)象，并以可迭代對(duì)象為基礎(chǔ)創(chuàng)建一個(gè)迭代器。

from collections.abc import Iterator

class Array:
    index = 0
    mylist = [0,1,2]

    # 返回該對(duì)象的迭代器類的實(shí)例
    # 因?yàn)樽约壕褪堑?，所以返回self
    def __iter__(self):
        return self

    # 當(dāng)無(wú)元素時(shí)，必要拋出 StopIteration
    def __next__(self):
        if self.index <= len(self.mylist)-1:
            value = self.mylist[self.index]
            self.index += 1
            return value
        raise StopIteration

my_iterator = iter(Array())
print(isinstance(my_iterator, Iterator)) # output: True
print(next(my_iterator))  # output: 0
print(next(my_iterator))  # output: 1
print(next(my_iterator))  # output: 2
print(next(my_iterator))  # StopIteration

審核編輯：符乾江