Python3 迭代器与生成器

迭代器

迭代是Python最强大的功能之一，是访问集合元素的一种方式。

迭代器是一个可以记住遍历的位置的对象。

迭代器对象从集合的第一个元素开始访问，直到所有的元素被访问完结束。迭代器只能往前不会后退。

迭代器有两个基本的方法：iter() 和 next()。

字符串，列表或元组对象都可用于创建迭代器：

实例(Python 3.0+)

>>>
list
=
[
1
,
2
,
3
,
4
]


>>> it
=
iter
(
list
)    
# 创建迭代器对象


>>>
print
(next
(it
)
)  
# 输出迭代器的下一个元素


1


>>>
print
(next
(it
)
)


2


>>>

迭代器对象可以使用常规for语句进行遍历：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3

list
=
[
1
,
2
,
3
,
4
]

it
=
iter
(
list
)

# 创建迭代器对象

for

x

in

it
:
print

(
x
,
end
=
"

"
)

执行以上程序，输出结果如下：

1 2 3 4

也可以使用 next() 函数：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3

import

sys

# 引入 sys 模块

list
=
[
1
,
2
,
3
,
4
]

it
=
iter
(
list
)

# 创建迭代器对象

while

True
:
try
:
print

(
next
(
it
)
)

except

StopIteration
:
sys
.
exit
(
)

执行以上程序，输出结果如下：

1
2
3
4

创建一个迭代器

把一个类作为一个迭代器使用需要在类中实现两个方法 __iter__() 与 __next__() 。

如果你已经了解的面向对象编程，就知道类都有一个构造函数，Python 的构造函数为 __init__(), 它会在对象初始化的时候执行。

更多内容查阅：Python3 面向对象

__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。

创建一个返回数字的迭代器，初始值为 1，逐步递增 1：

实例(Python 3.0+)

class

MyNumbers
:
def

__iter__
(
self
)
:
self
.
a
=
1

return

self

def

__next__
(
self
)
:
x
=
self
.
a

self
.
a
+=
1

return

x

myclass
=
MyNumbers
(
)

myiter
=
iter
(
myclass
)

print
(
next
(
myiter
)
)

print
(
next
(
myiter
)
)

print
(
next
(
myiter
)
)

print
(
next
(
myiter
)
)

print
(
next
(
myiter
)
)

执行输出结果为：

1
2
3
4
5

StopIteration

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。

在 20 次迭代后停止执行：

实例(Python 3.0+)

class

MyNumbers
:
def

__iter__
(
self
)
:
self
.
a
=
1

return

self

def

__next__
(
self
)
:
if

self
.
a
<=
20
:
x
=
self
.
a

self
.
a
+=
1

return

x

else
:
raise

StopIteration

myclass
=
MyNumbers
(
)

myiter
=
iter
(
myclass
)

for

x

in

myiter
:
print
(
x
)

执行输出结果为：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

生成器

在 Python 中，使用了 yield 的函数被称为生成器（generator）。

跟普通函数不同的是，生成器是一个返回迭代器的函数，只能用于迭代操作，更简单点理解生成器就是一个迭代器。

在调用生成器运行的过程中，每次遇到 yield 时函数会暂停并保存当前所有的运行信息，返回 yield 的值, 并在下一次执行 next() 方法时从当前位置继续运行。

调用一个生成器函数，返回的是一个迭代器对象。

以下实例使用 yield 实现斐波那契数列：

实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3

import

sys

def

fibonacci
(
n
)
:
# 生成器函数 - 斐波那契

a
,
b
,
counter
=
0
,
1
,
0

while

True
:
if

(
counter
>
n
)
:
return

yield

a

a
,
b
=
b
,
a
+
b

counter
+=
1

f
=
fibonacci
(
10
)

# f 是一个迭代器，由生成器返回生成

while

True
:
try
:
print

(
next
(
f
)
,
end
=
"

"
)

except

StopIteration
:
sys
.
exit
(
)

执行以上程序，输出结果如下：

0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55