python系列之 - 迭代器、生成器

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2022-08-19 15:13 204阅读 0赞

#### 1 迭代器 (iterator) ####

迭代器是访问集合元素的一种方式,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，不过这也没什么，因为人们很少在迭代途中往后退。

迭代器的好处是,迭代器在返回数据的时候是每次返回集合中的一个元素,而不是一次将所有的元素全部提取到内存中,这样节约内存。特别是在提取比较大的文件时,更能体现迭代器的优势。

迭代器仅是一容器对象，它实现了迭代器协议。它有两个基本方法：  
1）next方法  
返回容器的下一个元素  
2）\_\_iter\_\_方法  
返回迭代器自身

迭代器可使用内建的iter方法创建，见例子：

>>> i = iter('abc')
    >>> i.next()
    'a'
    >>> i.next()
    'b'
    >>> i.next()
    'c'
    >>> i.next()
    Traceback (most recent call last):
      File "<string>", line 1, in <string>
    StopIteration:

获取迭代器元素是，可以调用内置的next方法获取,但python处理迭代器越界会抛出StopIteration异常。也可以使用for循环来获取迭代器元素，在for循环中，Python将自动调用工厂函数iter()获得迭代器，自动调用next()获取元素，还完成了检查StopIteration异常的工作上面说的都是python自带的容器对象，它们都实现了相应的迭代器方法，那如果是自定义类需要遍历怎么办。这里要用到下面的功能生成器

a = iter(['1','2','3','4'])
    print(a.value)
    for i in range(4):
        print(a.__next__())

#### 2.生成器 generator ####

我们在传统的定义函数时，返回值都是使用return,这样对于要返回一个集合都是将集合全部生成完成后一次返回。如果我们要实现一个迭代器时，就要通过yield返回，这样就实现了一个生成器，看下面的例子：

def get_money(account):
        while account > 0:
            account -= 100
            yield 100
            print("取出100块")
    
    a2 = get_money(500)
    print(a2.__next__())
    print('came back again!')
    print(a2.__next__())
    结果：
    第一次： 100
    came back again!
    取出100块
    第二次 100

从上面例子看出,当使用yield返回结果时,不是一次将最后的结果全部返回，而是先返回一个值，当再次调用next方法取值时,将接着上一次返回结果的地方接着运行。

我们使用yield不仅可以从函数的循环中一次一个的返回值,也可以在循环的过程中接收外界的值,这个是非常cool的。看下面的例子：

def consumer(name):
        while True:
            in_com = yield
            print("%s get the value %s" % (name,in_com))
    
    
    def producers():
        a1 = consumer('A')
        a2 = consumer('B')
        a1.__next__()
        a2.__next__()
        while True:
            for i in range(5):
                a1.send(str(i))
                a2.send(str(i))
    
            break
    
    producers()
    结果：
    A get the value 0
    B get the value 0
    A get the value 1
    B get the value 1
    A get the value 2
    B get the value 2
    A get the value 3
    B get the value 3
    A get the value 4
    B get the value 4

以上代码其实实现了一个同步的执行异步效果。

文件读取的迭代实现

我们知道使用open读取文件时,有read方法读取全部内容,如果文件大小是G级别的，这将非常消耗内存，我们可以使用下面的方法读取文件：

with open('files.txt','r') as f:
        for line in f:
            print(line)

这样可以采用迭代的方式每次从文件中读取一行,节省内存