Python3 学习第六弹： 迭代器与生成器

1> 迭代器

迭代的意思类似递归一般，不断地对一个对象做重复的操作。来看个例子：

class Fibs:
def __init__(self):
self.last = self.now = 1
def __iter__(self):  # __iter__定义用来返回一个包含__next_方法的对象。
return self
def __next__(self):  # __next__定义返回迭代后的数据，并迭代到下一个
self.last, self.now = self.now, self.last + self.now
if self.last>10:
raise StopIteration #当没有任何元素时，__next__() 将产生StopIteration异常来告诉 for 语句停止迭代。
return self.last
>>> for i in Fibs():
print(i)
1
2
3
5
8
>>> a = Fibs()
>>> next(a)
1
>>> next(a)
2
>>> list(Fibs())
[1, 2, 3, 5, 8]

准确的说，一个实现了__iter__方法的对象是可迭代的，一个实现了__next__方法的对象则是迭代器。
定义一个__iter__()方法返回一个具有 __next__() 的对象，如果这个类定义了 __next__() , 那么 __iter__() 仅需要返回 self：
通过这样的对__iter__方法和__next__方法的操作，我们完全可以实现个人的Range()的迭代器。

>>> class Range:
def __init__(self, times):
self.count = 0
self.times = times
def __iter__(self):
return self
def __next__(self):
if self.count+1 > self.times:
raise StopIteration
self.count += 1
return self.count-1
>>> for i in Range(3):
print(i)
0
1
2

2> 生成器(generator)——用来创建迭代器的一个方便的工具

简单来讲，通过yield能将函数变成生成器函数(generator)，python解释器会将其视为generator，在运行的过程中，在每次遇到yield时函数暂停并保存函数所有当前运行信息，返回yield的值。并在下一次__next__方法时从当前位置继续运行。

一个简单例子：

>>> def rev():
yield 1
yield 2
>>> a = rev()
>>> next(a)
1
>>> next(a)
2
>>> next(a)
StopIteration # for会将StopIteration作为循环结束标志

执行过程：
1. 调用生成器函数rev将返回一个生成器
2. 第一次调用__next__方法时，函数将在yield 1位置停止，并保存运行的位置及状态，返回1
3. 第二次调用__next__方法时，函数从yield 1位置开始运行，再次在yield 2位置停止，并保存运行位置及状态，返回2
4. 第三次调用__next__方法时，函数从yield 2位置开始执行，函数结束，不返回值，出现StopIteration错误

来看一个复杂点的例子：

>>> def Reverse(data):
for index in range(len(data)-1, -1, -1):
yield data[index]
>>> for i in Reverse('golf'):
print(i, end='')
flog
>>> Reverse('golf')
<generator object Reverse at 0x0000000003EC2FC0>
>>> rev = Reverse('golf')
>>> next(rev)
'f'
>>> next(rev)
'l'

对于上面中用for来遍历这个生成器来说，执行步骤大概是这样的：
1. 调用生成器函数将返回一个生成器
2. 第一次调用__next__方法时，生成器开始执行，直到遇到yield时暂停，保存生成器函数中的所有执行及状态(对于这个例子来说，生成器函数将会在while循环中暂停，并且保存while执行状态，在下次调用时从当前状态开始执行)，并将yield的参数作为返回值。
3. 之后再调用__next__方法时，生成器将在上次暂停的地方继续执行。
4. 不断循环重复上述两步骤。
5. 当调用__next__方法生成器产生StopIteration异常时,for循环结束。

一个更复杂的例子：(利用递归将多重的列表展开)

>>> def flat(s):
try:
try:
s+'' # 判断是否为字符串
except TypeError:
pass
else:
raise TypeError
for sub in s:
for element in flat(sub):
yield element
except TypeError: # 是字符串直接返回
yield s
>>> list(flat(['a',[['b'],['c']]]))
['a', 'b', 'c']
>>> list(flat([1,[['2'],3]]))
[1, '2', 3]
>>> list(flat([1,[[2],3]]))
[1, 2, 3]
>>> list(flat([['Sun', ['Moon']],'god']))
['Sun', 'Moon', 'god']