一文搞懂容器、迭代器和可迭代对象、生成器

一文搞懂容器、迭代器和可迭代对象、生成器

容器(container)

简单来说，容器是存储某些元素的统称，最大的特性就是判断一个元素是否在这个容器内。
一个类只要实现了__contains__()方法，那么它就是一个容器，也就是说，如果想自定义一个容器，则在类中定义一个__contains__()方法即可：

# con is an container
class con(object):
    def __init__(self):
        self.items = [1,2]

    def __contains__(self, item):
        return item in self.items

迭代器（iterator）

一个类如果实现了[迭代器协议]，我们就说它是一个迭代器。
所谓实现[迭代器协议]，在python中意味着以下2点：
1. 实现了__iter__() 方法，返回对象本身
2. 实现了__next__()方法，返回迭代的值，如没有可迭代元素，则抛出StopIteration异常
比如，我们可以定义一个迭代器ite：

# ite is an iterator
class ite(object):
    def __init__(self):
        self.n = 0

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self):
        if self.n < 100:
            self.n += 1
            return self.n
        else:
            raise StopIteration()

if __name__ == "__main__":
    a = ite()
    for i in a:
        print(i)

迭代器必须同时内置__iter__() 有__next__()函数，__iter__()返回迭代器自身，__next__()返回迭代的下个值，迭代器类似于工厂模式，每次返回一个值，当迭代器没有返回的元素，则抛出StopIteration。
迭代器的优点：不论能迭代出多大的数据量，只占用非常少的内存，Django中的Queryset就是这个原理。

可迭代对象（Iterable）

从语法形式上讲，能调用__iter__()方法的数据对象就是可迭代对象。
可迭代对象内置了__iter__()函数，该函数将对象处理为可迭代对象，调用后返回迭代器。
列表，元组，字典，集合，字符串都是可迭代对象。
迭代器必须是可迭代对象，但可迭代对象不一定是迭代器。
list,tuple,dict,set等只是可迭代对象，而不是迭代器。

生成器（generator）

生成器是一个特殊的迭代器，它自动实现了迭代器协议，不需要手动维护__iter__()和__next__()这两种方法。
有2种方式可以创建一个生成器：
1. 生成器表达式，（expression for item in iterable if condition）， 返回一个生成器对象

# gen is a generator
gen = (i for i in range(100))

2.  生成器函数，只要在函数中声明一个`yiled`关键字即可

# gen is a generator
def gen(n):
	for i in range(100):
		yield i

这里说一下yield关键字，它最了不起的能力就在于暂停和恢复的功能。
yield和return的区别：
包含 return 的方法会以 return 关键字为最终返回，每次执行都返回相同的结果retrun执行后，函数结束；
包含 yield 的方法一般用于迭代，每次执行时遇到 yield 就返回 yield 后的结果，但内部会保留上次执行的状态，下次继续迭代时，会继续执行yield之后的代码，直到再次遇到yield 后返回，也就是说，yield只是将函数的状态挂起。
生成器对象比迭代器多几个方法，如：__close__(),__send__()

最后我们可以用一张图总结容器、可迭代对象和迭代器，以及生成器之间的关系：