3.4 Python3 迭代器

什么是迭代器？

迭代器是Python中一种访问集合元素的方式，它可以记住遍历的位置。迭代器对象从集合的第一个元素开始访问，直到所有元素被访问完结束。

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目录

什么是迭代器？

1. 基本操作：iter() 和 next()

2. 创建一个迭代器

3. StopIteration

4. 使用场景

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1. 基本操作：iter() 和 next()

• iter(): 用于创建迭代器对象

• next(): 用于获取迭代器的下一个元素

# 创建一个列表
my_list = [1, 2, 3]

# 创建迭代器对象
my_iter = iter(my_list)

# 使用next()获取元素
print(next(my_iter))  # 输出: 1
print(next(my_iter))  # 输出: 2
print(next(my_iter))  # 输出: 3

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2. 创建一个迭代器

要创建一个迭代器，需要实现__iter__()和__next__()方法。

__iter__() 方法返回一个特殊的迭代器对象， 这个迭代器对象实现了 __next__() 方法并通过 StopIteration 异常标识迭代的完成。

__next__() 方法（Python 2 里是 next()）会返回下一个迭代器对象。

class MyNumbers:
    def __iter__(self):
        self.a = 1
        return self
    
    def __next__(self):
        if self.a <= 5:
            x = self.a
            self.a += 1
            return x
        else:
            raise StopIteration

myclass = MyNumbers()
myiter = iter(myclass)

for x in myiter:
    print(x)

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3. StopIteration

当没有更多元素可用时，迭代器应该抛出StopIteration异常。

StopIteration 异常用于标识迭代的完成，防止出现无限循环的情况，在 __next__() 方法中我们可以设置在完成指定循环次数后触发 StopIteration 异常来结束迭代。

my_list = [1, 2, 3]
my_iter = iter(my_list)

while True:
    try:
        print(next(my_iter))
    except StopIteration:
        print("没有更多元素了")
        break

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4. 使用场景

1. 处理大型数据集：迭代器可以逐个处理数据，而不需要一次性加载所有数据到内存

   # 读取大文件
   with open('large_file.txt') as f:
       for line in f:  # 文件对象本身就是迭代器
           process(line)

2. 无限序列：可以表示无限的数据流

   class InfiniteNumbers:
       def __iter__(self):
           self.num = 0
           return self
       
       def __next__(self):
           self.num += 1
           return self.num
   
   for num in InfiniteNumbers():
       if num > 100:  # 需要手动设置终止条件
           break
       print(num)

3. 节省内存：生成器表达式是创建迭代器的简洁方式

   # 列表推导式 - 立即创建完整列表
   squares_list = [x**2 for x in range(1000000)]  # 占用大量内存
   
   # 生成器表达式 - 创建迭代器
   squares_gen = (x**2 for x in range(1000000))  # 几乎不占内存

4. 自定义容器类：让你的类支持迭代

   class MyContainer:
       def __init__(self, data):
           self.data = data
       
       def __iter__(self):
           return iter(self.data)
   
   container = MyContainer([1, 2, 3])
   for item in container:
       print(item)

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迭代器是Python中非常强大的概念，它使得我们可以高效地处理大量数据，同时保持代码的简洁性和可读性。

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