从迭代器到天生器:Python初学者指南

作为Python初学者,你大概已经打仗过列表、字符串等可迭代对象。但是你有没有想过,为什么我们可以直接在这些对象上利用for循环?本日,让我们一起深入相识Python的迭代器和天生器,看看它们是怎样工作的,以及怎样资助我们写出更优雅、高效的代码。
迭代器的概念

在Python中,迭代器是一个包罗有限或无穷个元素的对象,我们可以一次访问一个元素。最常见的迭代器就是列表、元组和字符串等。
让我们看一个简朴的例子:

1. my_list = [1, 2, 3]
2. for item in my_list:
3.     print(item)

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这段代码可以正常运行,由于列表是可迭代的。但是,如果我们实行对整数举行迭代,会发生什么呢?

1. my_int = 123
2. for n in my_int:
3.     print(n)

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运行这段代码,我们会得到一个TypeError:

1. TypeError: 'int' object is not iterable

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这是由于整数不是可迭代对象。那么,什么样的对象才是可迭代的呢?
可迭代对象和__iter__方法

可迭代对象是实现了__iter__方法的对象。这个方法返回一个迭代器对象。我们可以利用hasattr()函数来查抄一个对象是否有__iter__方法:

1. print(hasattr(my_str, '__iter__'))  # True
2. print(hasattr(my_lst, '__iter__'))  # True
3. print(hasattr(my_int, '__iter__'))  # False

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从输出结果我们可以看到,字符串和列表都是可迭代的,而整数不是。
迭代器协议

迭代器必须实现两个方法:

• __iter__(): 返回迭代器对象自己。
  
• __next__(): 返回下一个元素,如果没有更多元素则抛出StopIteration非常。
  

让我们实现一个简朴的迭代器:

1. class MyRange:
2.     def __init__(self, start, end):
3.         self.current = start
4.         self.end = end
5.    
6.     def __iter__(self):
7.         return self
8.    
9.     def __next__(self):
10.         if self.current < self.end:
11.             result = self.current
12.             self.current += 1
13.             return result
14.         raise StopIteration
16. for i in MyRange(1, 4):
17.     print(i)  # 输出: 1 2 3

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天生器:简化的迭代器

天生器是一种特别的迭代器,它利用yield关键字来天生值。天生器函数在每次调用时会停息并生存当前的全部状态,返回下一个值,并在下一次调用时从停息的地方继承实行。
这里有一个简朴的天生器示例:

1. def my_range(start, end):
2.     current = start
3.     while current < end:
4.         yield current
5.         current += 1
7. for i in my_range(1, 4):
8.     print(i)  # 输出: 1 2 3

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天生器的优点是它们可以节流内存。比方,如果你须要处置惩罚一个很大的数据集,利用天生器可以制止一次性将全部数据加载到内存中。
总结

迭代器和天生器是Python中非常强大的工具,它们答应我们以一种内存高效的方式处置惩罚数据序列。作为初学者,明确这些概念将资助你写出更pythonic、更高效的代码。
记着:

• 可迭代对象实现了__iter__方法
  
• 迭代器实现了__iter__和__next__方法
  
• 天生器是一种特别的迭代器,利用yield关键字天生值