Python 迭代器与生成器的区别

先说结论:

① 所有的生成器都是迭代器.

② 迭代器(iterator)用类实现, 生成器(generator)用函数实现

Python 中任意的对象，只要它定义了可以返回一个迭代器的__iter__方法，或者定义了可以支持下标索引的__getitem__方法，那么它就是一个可迭代对象(如: tuple, list, dict)

 1.迭代器

迭代器的实现是基于类, 要使得类的实例是一个迭代器, 需要满足2个条件.

1. 定义一个__iter__方法,  内容要 return self 
2. 定义一个__next__方法(Python 2中 是 next  方法) 

一个代码实例:

In [1]: class Squares(object):
   ...:     def __init__(self, start, stop):
   ...:        self.start = start
   ...:        self.stop = stop
   ...:     def __iter__(self): 
   ...:        return self
   ...:     def __next__(self): # next in Python 2
   ...:        if self.start >= self.stop:
   ...:            raise StopIteration
   ...:        current = self.start * self.start
   ...:        self.start += 1
   ...:        return current

In [2]: iterator = Squares(1, 4)

In [3]: next(iterator)
Out[3]: 1
In [4]: iterator.__next__()
Out[4]: 4
In [5]: next(iterator)
Out[5]: 9
In [6]: next(iterator)
---------------------------------------------------------------------------
StopIteration

 如上代码, 定义一个类Squares, 实现__iter__和__next__方法, 该类的一个实例iterator就是一个迭代器, 可以对其使用关键字next来依次获取迭代器中的内容(即调用__next__函数). next(iterator) == iterator.__next__()

可以使用关键字iter() 将一个Iterable对象转换成迭代器.

In [7]: iterator = iter([1,2,3,4,5])

In [8]: next(iterator)
Out[8]: 1
In [9]: next(iterator)
Out[9]: 2

2. 生成器

生成器可以认为是一个简化版的迭代器, 生成器的实现是基于函数. 再函数中使用关键字“yield” 而不是通常用的return. yield作为生成器执行的暂停恢复点, 每次调用next, 生成器函数执行到yield语句, 会挂起,并保存当前的上下文信息. 知道下一个next触发生成器继续执行.

使用生成器来实现之前的Squares迭代器

In [1]: def squares(start, stop):
   ...:     for i in range(start, stop):
   ...:         yield i * i

In [2]: generator = squares(1, 4)

In [3]: next(generator)
Out[3]: 1
In [4]: next(generator)
Out[4]: 4
In [5]: next(generator)
Out[5]: 9
In [6]: next(generator)
---------------------------------------------------------------------------
StopIteration

如上例代码可见, 函数squares返回的是一个生成器.

第一次调用next(generator) for 循环遍历到 i=1, 然后通过yield返回当前值 1, 函数被挂起. 

第二次调用next(generator) for 循环继续执行, 遍历到 i=2 然后通过yield返回当前值 4, 函数再次挂起.  

直到遍历结束, 抛出StopIteration 异常

可以在函数中使用 while True语句, 返回永远不会结束的生成器

3. 对比

迭代器 Iterator	生成器 Generator
用类实现	用函数实现
迭代器使用 iter() 和 next() 函数	生成器使用 yield 关键字
	每个生成器都是一个迭代器