Python生成器和迭代器
- 2020 年 4 月 4 日
- 筆記
1、什麼是生成器
要說生成器，那就要先看列表，有了列表為啥還要生產器呢。列表可以寫成解析式，書寫簡單，運行速度快，但是列表是一次性生成全部數據，如果數據較大就需要很大的記憶體。
>>> a=[i*i for i in range(10)] >> a [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
列表a需要一次把全部數據生成出來，如果數據成千上萬就會受限制。
如果列表元素不是一次性全部生成，而是在循環中不斷的計算推導出來，那就不需要一次創建列表數組，不需要申請很大的記憶體空間，這就是生成器。
2、生成器的特點
上面的列表推導式的方括弧改為圓括弧，就是生成器。
>>> a=(i*i for i in range(10)) >>> a <generator object <genexpr> at 0x00000224FFB4DB48>
那麼怎麼從生成器里取數據呢？
>>> next(a) 0 >>> next(a) 1 >>> next(a) 4 >>> next(a) 9 >>> next(a) 16 >>> next(a) 25
生成器generator有一個next方法，每次調用都會計算出他的下一個元素的值。生成器是可以迭代的，所以可以直接使用for語句循環生成器。
>>> a=[i*i for i in range(10)] >>> for i in a: print(i, end=' ') >>> 0 1 4 9 16 25 36 49 64 81
除了使用圓括弧創建生成器，也可以用yeild創建生成器，含有yeild關鍵字的函數都是生成器。生成器其實是一種特殊的迭代器，但是不需要像迭代器一樣實現__iter__和__next__方法，只需要使用關鍵字yield就可以。
def gen_squares(num): for x in range(num): print("x0=",x) yield x ** 2 print("x1=",x)
調用生成器：
for i in gen_squares(5): print(i)
輸出如下，開始x=0，先輸出x0=0，然後yeild返回print(i)列印平方數。下次循環回到yeild位置執行輸出x1=1，然後循環x=1，輸出x0=1，再次yeild到print(i)。
x0= 0 0 x1= 0 x0= 1 1 x1= 1 x0= 2 4 x1= 2 x0= 3 9 x1= 3 x0= 4 16 x1= 4
調用部分做個簡單修改：
for i in gen_squares(5): print(i) if i==1: break
輸出為如下，可見yield能保存內部狀態，並掛起中斷退出。在下一輪迭代調用時，從yield的地方繼續執行，並且沿用上一輪的函數內部變數的狀態，直到內部循環過程結束。
x0= 0 0 x1= 0 x0= 1 1
python使用生成器對延遲操作提供了支援，需要時才計算，不提前計算，這種做法節約記憶體空間，但是需要一直調用計算過程，可以說是時間換空間吧。
3、什麼是迭代器
實現了__iter__和__next__方法的對象都稱為迭代器。迭代器完成迭代功能，基於上一次的結果重複計算，自動記錄所在的位置，而不需要手動記錄索引，含有__iter__方法的對象都是可迭代對象。
迭代對象內置兩個方法：__next__和__iter__方法。next方法可以使迭代器自動記錄迭代位置而不需要用戶維護索引。iter方法能返回迭代器本身。
迭代器是一個有狀態的對象，在調用next() 的時候返回下一個值，如果容器中沒有更多元素了，則拋出StopIteration異常。
列表、元組就實現了迭代器。
>>> a=[1,2,3,4] >>> it = a.__iter__() >>> next(it) 1 >>> next(it) 2 >>> next(it) 3 >>> next(it) 4 >>> next(it) Traceback (most recent call last): File "<pyshell#547>", line 1, in <module> next(it) StopIteration
4、實現迭代對象
class square: def __init__(self, n): self.prev = 0 self.curr = 0 self.n = n def __iter__(self): return self def __next__(self): if(self.curr < self.n): self.prv = self.curr * self.curr self.curr+=1 return self.prv else: raise StopIteration
a = square(10) for i in a: print(i) print("rn-------rn") b = square(5) for i in b: print(i)
輸出結果為：
==================== RESTART: C:/Users/plu/my_python/t1.py ==================== 0 1 4 9 16 25 36 49 64 81 ------- 0 1 4 9 16 >>>
