迭代、迭代器

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1.迭代

1. 迭代的概念

使用for循环遍历取值的过程叫做迭代，比如：使用for循环遍历列表获取值的过程
for value in [2, 3, 4]:
print(value)

2. 可迭代对象

使用for循环遍历取值的对象叫做可迭代对象, 比如：列表、元组、字典、集合、range、字符串

3. 判断对象是否是可迭代对象

元组，列表，字典，字符串，集合，range都是可迭代对象
collections包还是要了解下, isinstance用法也了解下

from collections import Iterable

# 判断对象是否是指定类型
result = isinstance((3, 5), Iterable)
print("元组是否是可迭代对象:", result)

result = isinstance([3, 5], Iterable)
print("列表是否是可迭代对象:", result)

result = isinstance({"name": "张三"}, Iterable)
print("字典是否是可迭代对象:", result)

result = isinstance("hello", Iterable)
print("字符串是否是可迭代对象:", result)

result = isinstance({3, 5}, Iterable)
print("集合是否是可迭代对象:", result)

result = isinstance(range(5), Iterable)
print("range是否是可迭代对象:", result)

result = isinstance(5, Iterable)
print("整数是否是可迭代对象:", result)

isinstance用法
提示: 以后还根据对象判断是否是其它类型，比如以后可以判断函数里面的参数是否是自己想要的类型

result = isinstance(5, int)
print("整数是否是int类型对象:", result)

class Student(object):
   pass

stu = Student()
result = isinstance(stu, Iterable)

print("stu是否是可迭代对象:", result)

result = isinstance(stu, Student)

print("stu是否是Student类型的对象:", result)

4. 什么是可迭代对象

自定义可迭代对象: 在类里面定义iter方法创建的对象就是可迭代对象

自定义可迭代类型代码

from collections import Iterable

5. 自定义可迭代对象

在类里面定义__iter__方法创建的对象就是可迭代对象

class MyList(object):

    def __init__(self):
        self.my_list = list()

    # 添加指定元素
    def append_item(self, item):
        self.my_list.append(item)

    def __iter__(self):
        # 可迭代对象的本质：遍历可迭代对象的时候其实获取的是可迭代对象的迭代器， 然后通过迭代器获取对象中的数据
        pass

my_list = MyList()
my_list.append_item(1)
my_list.append_item(2)
result = isinstance(my_list, Iterable)

print(result)

for value in my_list:
    print(value)

执行结果: 报错

Traceback (most recent call last):
True
File “/Users/hbin/Desktop/untitled/aa.py”, line 24, in
for value in my_list:
TypeError: iter() returned non-iterator of type ‘NoneType’
通过执行结果可以看出来，遍历可迭代对象依次获取数据需要迭代器

小结
在类里面提供一个__iter__创建的对象是可迭代对象，可迭代对象是需要迭代器完成数据迭代的。

---

2.迭代器

1. 自定义迭代器对象

自定义迭代器对象: 在类里面定义__iter__和__next__方法创建的对象就是迭代器对象

from collections import Iterable
from collections import Iterator

# 自定义`可迭代对象`: 在类里面定义__iter__方法创建的对象就是可迭代对象
class MyList(object):

    def __init__(self):
        self.my_list = list()

    # 添加指定元素
    def append_item(self, item):
        self.my_list.append(item)

    def __iter__(self):
        # 可迭代对象的本质：遍历可迭代对象的时候其实获取的是可迭代对象的迭代器， 然后通过迭代器获取对象中的数据
        my_iterator = MyIterator(self.my_list)
        return my_iterator


# 自定义`迭代器对象`: 在类里面定义__iter__和__next__方法创建的对象就是迭代器对象
class MyIterator(object):

    def __init__(self, my_list):
        self.my_list = my_list

        # 记录当前获取数据的下标
        self.current_index = 0

        # 判断当前对象是否是迭代器
        result = isinstance(self, Iterator)
        print("MyIterator创建的对象是否是迭代器:", result)

    def __iter__(self):
        return self

    # `获取迭代器`中下一个值
    def __next__(self):
        if self.current_index < len(self.my_list):
            self.current_index += 1
            return self.my_list[self.current_index - 1]
        else:
            # 数据取完了，需要抛出一个停止迭代的异常
            raise StopIteration


my_list = MyList()
my_list.append_item(1)
my_list.append_item(2)
result = isinstance(my_list, Iterable)

print(result)

for value in my_list:
    print(value)

运行结果:

True
MyIterator创建的对象是否是迭代器: True
1
2
2. iter()函数与next()函数
iter函数: 获取可迭代对象的迭代器，会调用可迭代对象身上的__iter__方法
next函数: 获取迭代器中下一个值，会调用迭代器对象身上的__next__方法

2.自定义可迭代对象:

在类里面定义__iter__方法创建的对象就是可迭代对象

class MyList(object):

    def __init__(self):
        self.my_list = list()

    # 添加指定元素
    def append_item(self, item):
        self.my_list.append(item)

    def __iter__(self):
        # 可迭代对象的本质：遍历可迭代对象的时候其实获取的是可迭代对象的迭代器， 然后通过迭代器获取对象中的数据
        my_iterator = MyIterator(self.my_list)
        return my_iterator

3.自定义迭代器对象:

在类里面定义__iter__和__next__方法创建的对象就是迭代器对象
迭代器是记录当前数据的位置以便获取下一个位置的值

class MyIterator(object):

    def __init__(self, my_list):
        self.my_list = my_list

        # 记录当前获取数据的下标
        self.current_index = 0

    def __iter__(self):
        return self

    # 获取迭代器中下一个值
    def __next__(self):
        if self.current_index < len(self.my_list):
            self.current_index += 1
            return self.my_list[self.current_index - 1]
        else:
            # 数据取完了，需要抛出一个停止迭代的异常
            raise StopIteration

# 创建了一个自定义的可迭代对象
my_list = MyList()
my_list.append_item(1)
my_list.append_item(2)

# 获取可迭代对象的迭代器
my_iterator = iter(my_list)
print(my_iterator)
# 获取迭代器中下一个值
# value = next(my_iterator)
# print(value)

# 循环通过迭代器获取数据
while True:
    try:
        value = next(my_iterator)
        print(value)
    except StopIteration as e:
        break

4. for循环的本质

遍历的是可迭代对象

for item in Iterable循环的本质就是先通过iter()函数获取可迭代对象Iterable的迭代器，然后对获取到的迭代器不断调用next()方法来获取下一个值并将其赋值给item，当遇到StopIteration的异常后循环结束。(面试被问到报错信息)
遍历的是迭代器

for item in Iterator 循环的迭代器，不断调用next()方法来获取下一个值并将其赋值给item，当遇到StopIteration的异常后循环结束。

5. 迭代器的应用场景

我们发现迭代器最核心的功能就是可以通过next()函数的调用来返回下一个数据值。如果每次返回的数据值不是在一个已有的数据集合中读取的，而是通过程序按照一定的规律计算生成的，那么也就意味着可以不用再依赖一个已有的数据集合，也就是说不用再将所有要迭代的数据都一次性缓存下来供后续依次读取，这样可以节省大量的存储（内存）空间。

举个例子，比如，数学中有个著名的斐波拉契数列（Fibonacci），数列中第一个数为0，第二个数为1，其后的每一个数都可由前两个数相加得到：

0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, …

现在我们想要通过for…in…循环来遍历迭代斐波那契数列中的前n个数。那么这个斐波那契数列我们就可以用迭代器来实现，每次迭代都通过数学计算来生成下一个数。

class Fibonacci(object):

    def __init__(self, num):
        # num:表示生成多少fibonacci数字
        self.num = num
        # 记录fibonacci前两个值
        self.a = 0
        self.b = 1
        # 记录当前生成数字的索引
        self.current_index = 0

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self):
        if self.current_index < self.num:
            result = self.a
            self.a, self.b = self.b, self.a + self.b
            self.current_index += 1
            return result
        else:
            raise StopIteration


fib = Fibonacci(5)
# value = next(fib)
# print(value)

for value in fib:
    print(value)

执行结果:

0
1
1
2
3
小结
迭代器的作用就是是记录当前数据的位置以便获取下一个位置的值