python中的迭代器与生成器详解

一、可迭代对象与迭代器

1. 概念

• 迭代
  迭代是指依次访问序列中的每个一元素，也称为遍历。

• 可迭代对象-Iterable
  Iterable简单理解就是可以迭代的对象，主要有str，list，tuple，dict、set、generator等

• 迭代器
  可以被next()函数调用并不断返回下一个值的对象称为迭代器：Iterator

2、通过for循环来迭代Iterable对象

• 迭代字符串str

l = 'hello,python'
for e in l:
    print(e,end='')

输出：

hello,python

• 迭代列表list

l = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
for e in l:
    print(e, end=' ')

• 迭代字典dict
  字典默认迭代的是key值

d = {'1': 'mike', '2': 'john', '3': 3}
for key in d:
    print(key)

【注】如果需要迭代value值的话可以使用d.values()生成一个Iterable，也可以通过d.items()同时迭代key,value

• 如果在迭代的时候想得到元素的索引，则可以使用enumerate()函数

l = 'hello,python'
for i,e in enumerate(l):
    print(i,e,sep=':',end=' ')

输出：

0:h 1:e 2:l 3:l 4:o 5:, 6:p 7:y 8:t 9:h 10:o 11:n 

3、常见的返回Iterable对象的函数

• 生成序列函数range()
• 字典的keys()、values()、items()函数

4、迭代器-Iterator

• 迭代Iterator对象与Iterable对象都是通过for…in…来访问每一个元素的

• 还可以通过python内置的next()函数访问元素，但是如果一直访问到了最后一个元素仍然调用next()函数则会抛出stopIteration异常。如：

it = iter(['hello,world'])
print(next(it))
print(next(it))

输出：

hello,world
    print(next(it))
StopIteration

• Iterable可以转换成Iterator可以通过Python内置的iter()函数将Iterable类型转换成Iterator类型，如：

d = {'1': 'mike', '2': 'john', '3': 3}
key = d.keys()
print(isinstance(key,Iterable))
print(isinstance(iter(key),Iterator))

输出：

True
True

二、生成器-generator

如果元素序列可以按照某种算法推算出来，那我们可以在循环的过程中不断推算出后续的元素，这样就不必创建完整的list，从而节省大量的空间。在Python中，这种一边循环一边计算的机制，称为生成器：generator

1、通过类似于列表生成式的for循环创建列表生成器

g=(x for x in range(10) if x%2) # 注意此处是小括号

2、生成器可以通过for循环访问也可以通过next()函数访问

it = (x for x in range(3))
print(next(it))
for x in it:
    print(x)

3、通过定义函数，使用yield关键字创建复杂的生成器

例如：创建一个产生斐波拉契数列的生成器

def fib(n):
    if n < 0:
        return None
    count, a, b = 0, 0, 1
    while count < n:
        yield b
        a, b = b, a + b
        count = count + 1
    return None
for x in fib(10):
    print(x，end=' ')

输出：

1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 

4、生成器既是迭代器Iterator也是可迭代对象Iterable

例如：

g = (x for x in range(3))
print(type(g))
print(isinstance(g,Iterator))
print(isinstance(g,Iterable))

输出

<class 'generator'>
True
True

三、Iterable、Iterator、generator总结

• 首先，generator用于生成元素序列，既是一种Iterator，也是Iterable

• Iterable有6种常见的类型：str,list,tuple,set,dict,generator

• Iterator对象表示的是一个数据流，可以被next()函数调用并不断返回下一个数据，直到没有数据时抛出StopIteration错误。可以把这个数据流看做是一个有序序列，但我们却不能提前知道序列的长度，只能不断通过next()函数实现按需计算下一个数据，所以Iterator的计算是惰性的，只有在需要返回下一个数据时它才会计算.Iterator甚至可以表示一个无限大的数据流，例如全体自然数。而使用list是永远不可能存储全体自然数的。

• 迭代器Iterator是一个可以记住遍历的位置的对象。如：

g = iter([x for x in range(3)])
print(next(g))
for x in g:
    print(x)

输出0 1 2 而不是0 0 1 2

0 1 2

其通过next访问之后记住下次访问的位置是1，而不从重新从头开始访问

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