07. Python中的迭代器和生成器

1. 迭代器

通过迭代器,能够完成数据的生成,而且不需要很大的存储空间

1.1. 列表的方式和迭代器的最核心的区别

列表中存储的是数据的结果,而迭代器中存储的是生成数据的方式

2. 生成器

生成器是一类特殊的迭代器

2.1. 创建生成器的方法1

  • 把一个列表生成式的 [ ] 改成 ( )

    L = [ x*2 for x in range(5)]
    G = ( x*2 for x in range(5))
    

    创建 L 和 G 的区别仅在于最外层的 [ ] 和 ( ) , L 是一个列表,而 G 是一个生成器。我们可以直接打印出列表L的每一个元素,而对于生成器G,我们可以按照迭代器的使用方法来使用,即可以通过next()函数、for循环、list()等方法使用。

2.2. 创建生成器的方法2

generator非常强大。如果推算的算法比较复杂,用类似列表生成式的 for 循环无法实现的时候,还可以用函数来实现。

2.3. 总结

使用了yield关键字的函数不再是函数,而是生成器。(使用了yield的函数就是生成器)
yield关键字有两点作用:
保存当前运行状态(断点),然后暂停执行,即将生成器(函数)挂起
将yield关键字后面表达式的值作为返回值返回,此时可以理解为起到了return的作用
可以使用next()函数让生成器从断点处继续执行,即唤醒生成器(函数)
Python3中的生成器可以使用return返回最终运行的返回值

2.4. 使用send唤醒生成器

我们除了可以使用next()函数来唤醒生成器继续执行外,还可以使用send()函数来唤醒执行。使用send()函数的一个好处是可以在唤醒的同时向断点处传入一个附加数据。
例子:执行到yield时,gen函数作用暂时保存,返回i的值; temp接收下次c.send(“python”),send发送过来的值,c.next()等价c.send(None)

2. python3 迭代器(自定义迭代器)

3. python3 生成器(自定义生成器)

  • 生成器(generator)是一种特殊的迭代器,比迭代器更优雅,编写更简单

4. 迭代器和生成器的案例

4.1. 自己实现的一个可以迭代的对象

import time
from collections import Iterable
from collections import Iterator


class Classmate(object):
    def __init__(self):
        self.names = list()
        self.current_num = 0

    def add(self, name):
        self.names.append(name)

    def __iter__(self):
        """如果想要一个对象称为一个 可以迭代的对象,即可以使用for,那么必须实现__iter__方法"""
        return self  # 调用iter(xxobj)的时候 只要__iter__方法返回一个 迭代器即可,至于是自己 还是 别的对象都可以的, 但是要保证是一个迭代器(即实现了 __iter__  __next__方法)

    def __next__(self):
        if self.current_num < len(self.names):
            ret = self.names[self.current_num]
            self.current_num += 1
            return ret
        else:
            raise StopIteration


classmate = Classmate()
classmate.add("老王")
classmate.add("王二")
classmate.add("张三")

# print("判断classmate是否是可以迭代的对象:", isinstance(classmate, Iterable))
# classmate_iterator = iter(classmate)
# print("判断classmate_iterator是否是迭代器:", isinstance(classmate_iterator, Iterator))
# print(next(classmate_iterator))

for name in classmate:
    print(name)
    time.sleep(1)


4.2. 普通版本斐波那契数列

nums = list()

a = 0
b = 1
i = 0

while i < 10:
    nums.append(a)
    a, b = b, a + b
    i += 1

for num in nums:
    print(num)

4.3. 迭代器版本斐波那契数列

class Fibonacci(object):
    def __init__(self, all_num):
        self.all_num = all_num
        self.current_num = 0
        self.a = 0
        self.b = 1

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self):
        if self.current_num < self.all_num:
            ret = self.a

            self.a, self.b = self.b, self.a + self.b
            self.current_num += 1

            return ret
        else:
            raise StopIteration


fibo = Fibonacci(10)

for num in fibo:
    print(num)


4.4. 生成器版本斐波那契数列

def create_num(all_num):
    print("----1---")
    # a = 0
    # b = 1
    a, b = 0, 1
    current_num = 0
    while current_num < all_num:
        print("----2---")
        # print(a)
        yield a  # 如果一个函数中有yield语句,那么这个就不在是函数,而是一个生成器的模板
        print("----3---")
        a, b = b, a + b
        current_num += 1
        print("----4---")


# 如果在调用create_num的时候,发现这个函数中有yield那么此时,不是调用函数,而是创建一个生成器对象
obj = create_num(10)

ret = next(obj)
print(ret)

ret = next(obj)
print(ret)

obj2 = create_num(2)

ret = next(obj2)
print(ret)

# for num in obj:
#    print(num)

4.5. 通过异常判断生成器已经结束

def create_num(all_num):
    # a = 0
    # b = 1
    a, b = 0, 1
    current_num = 0
    while current_num < all_num:
        # print(a)
        yield a  # 如果一个函数中有yield语句,那么这个就不在是函数,而是一个生成器的模板
        a, b = b, a + b
        current_num += 1
    return "ok...."


obj2 = create_num(50)

while True:
    try:
        ret = next(obj2)
        print(ret)
    except Exception as ret:
        print(ret.value)
        break

4.6. 通过send来启动生成器

def create_num(all_num):
    a, b = 0, 1
    current_num = 0
    while current_num < all_num:
        ret = yield a
        print(">>>ret>>>>", ret)
        a, b = b, a + b
        current_num += 1


obj = create_num(10)

# obj.send(None)  # send一般不会放到第一次启动生成器,如果非要这样做 那么传递None

ret = next(obj)
print(ret)

# send里面的数据会 传递给第5行,当做yield a的结果,然后ret保存这个结果,,,
# send的结果是下一次调用yield时 yield后面的值
ret = obj.send("hahahha")
print(ret)
print(next(obj))
print(next(obj))
print(next(obj))

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