Python迭代器的原理是什么及怎么使用

這篇文章主要介紹了Python迭代器的原理是什么及怎么使用的相關知識，內容詳細易懂，操作簡單快捷，具有一定借鑒價值，相信大家閱讀完這篇Python迭代器的原理是什么及怎么使用文章都會有所收獲，下面我們一起來看看吧。

什么是迭代器

能被 next 指針調用，并不斷返回下一個值的對象，叫做迭代器。表示為Iterator，迭代器是一個對象類型數據。

概念

迭代器指的是迭代取值的工具，迭代是一個重復的過程，每次重復都是基于上一次的結果而繼續的，單純的重復并不是迭代。

特征

迭代器并不依賴索引，而通過 next 指針迭代所有數據，一次只取一個值，大大節省空間。

惰性序列

惰性序列是指沒有一次性的把所有數據都放在序列中,而是遍歷一個放一個這樣的序列，range對象和迭代器能夠產生惰性序列。

檢查可迭代對象

for循環的用于遍歷可迭代對象，簡單粗暴的來說，可以被for循環遍歷的元素都是可迭代對象。for 循環能夠遍歷一切可迭代性數據的原因在于，底層調用了迭代器，通過next方法中的指針實現數據的獲取。所以普通的非迭代器可迭代對象和迭代器之間的區別就是，一個不能直接使用next調用，一個可以被next指針調用。

再次重復一遍，可迭代對象不一定是迭代器，迭代器一定是一個可迭代對象。

使用dir()函數可以查看一個數據中的所有的對象成員，如果包含有__iter__方法，說明就是一個可迭代對象。換句話說，__iter__方法的作用就是返回一個可迭代對象。

# 定義一個列表，列表是可迭代對象
lst = [1, 2, 3, 4, 5]

# 獲取列表的所有成員
res_lst = dir(lst)

print(res_lst)
'''
['__add__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__delitem__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__gt__', '__hash__', '__iadd__', '__imul__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__mul__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__reversed__', '__rmul__', '__setattr__', '__setitem__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'append', 'clear', 'copy', 'count', 'extend', 'index', 'insert', 'pop', 'remove', 'reverse', 'sort']
'''

# 查看是否存在__iter__方法
res = '__iter__' in res_lst

print(res)  # True

# 存在__iter__方法，說明確實是一個可迭代對象

定義迭代器

迭代器的表示方式是iterator。

使用iter函數

使用 iter 函數將一個普通的可迭代對象轉成迭代器。

lst = [1, 2, 3]
print(type(lst))    # <class 'list'>
it = iter(lst)
print(type(it))     # <class 'list_iterator'>

使用__iter__方法

使用 __iter__ 內置方法實現可迭代對象轉成迭代器。

lst = [1, 2, 3]
print(type(lst))    # <class 'list'>
it = lst.__iter__()
print(type(it))     # <class 'list_iterator'>

判斷迭代器

檢查內置方法

存在__iter__方法說明是可迭代對象。存在 __next__ 方法說明是迭代器，因為迭代器可以使用next指針獲取元素。

迭代器中，__iter__和__next__都存在。

產卡是可迭代對象。

# 列表
lst = list()

# 迭代器
lst_it = iter(lst)

# 迭代器中的所有成員
res_lst = dir(lst_it)

# 判斷
if '__iter__' in res_lst:
	print('lst_it是一個可迭代對象')

if '__next__' in res_lst:
	print('lst_it是一個迭代器')

'''
結果：
lst_it是一個可迭代對象
lst_it是一個迭代器
'''

使用collections模塊

導入collections模塊中的Iterator和Iterable類型可以判斷是否是可迭代對象或者是迭代器。Iterator是迭代器類型數據。Iterable是可迭代對象類型數據。利用導入的數據類型配合isinstance函數就可以判斷數據的類型。

lst = list()

lst_it = iter(lst)

# 判斷是否是迭代器
res = isinstance(lst_it, Iterator)
print(res)  # True

# 判斷是否是可迭代對象
res = isinstance(lst_it, Iterable)
print(res)  # True

調用迭代器

調用迭代器的幾種方法

• 使用next函數或者是__next__內置方法一個一個、一遍一遍的獲取其中的數據；

• 使用for循環遍歷出來；

• 使用while循環配合next函數或者是__next__內置方法；

• 強轉成為其它的數據類型；

使用next方法和函數

調用迭代器使用next函數才可以取出其中的內容，next 在調用迭代器中的數據時單向不可逆的，是一條路走到黑的過程，如果調用超出迭代器中的元素個數，會報錯StopIteration ，意為停止迭代。

# 因為lst本沒有數據，所以無法取出數據
lst = list()
lst_it = iter(lst)
res = next(lst_it)  # StopIteration
print(res)

取出迭代器中的數據，如果數據全部取出要重置迭代器才能再次取出。

lst = [1, 2, 3]

lst_it = iter(lst)

# 迭代器中一次只會取出一個數據
print(next(lst_it))  # 1
print(next(lst_it))  # 2
print(next(lst_it))  # 3

# 超出迭代器中的元素個數，就會報錯
print(next(lst_it))  # StopIteration

# 如果要重新取出數據，就重置迭代器，重新定義一邊迭代器就是重置迭代器
lst_it = iter(lst)

# 再次取出數據，使用__next__方法
print(lst_it.__iter__())  # 1
print(lst_it.__iter__())  # 2
print(lst_it.__iter__())  # 3

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