Python迭代器
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2023-03-14
前面章节中,已经对列表(list)、元组(tuple)、字典(dict)、集合(set)这些序列式容器做了详细的介绍。值得一提的是,这些序列式容器有一个共同的特性,它们都支持使用 for 循环遍历存储的元素,都是可迭代的,因此它们又有一个别称,即迭代器。
从字面来理解,迭代器指的就是支持迭代的容器,更确切的说,是支持迭代的容器类对象,这里的容器可以是列表、元组等这些 Python 提供的基础容器,也可以是自定义的容器类对象,只要该容器支持迭代即可。
《 Python实现自定义序列》一节中,已经学会了如何自定义一个序列类,但该序列类对象并不支持迭代,因此还不能称之为迭代器。如果要自定义实现一个迭代器,则类中必须实现如下 2 个方法:
例如,下面程序自定义了一个简易的列表容器迭代器,支持迭代:
除此之外,Python 内置的 iter() 函数也会返回一个迭代器,该函数的语法格式如下:
这里介绍 iter() 函数第 2 个参数的作用,如果使用该参数,则要求第一个 obj 参数必须传入可调用对象(可以不支持迭代),这样当使用返回的迭代器调用 __next__() 方法时,它会通过执行 obj() 调用 __call__() 方法,如果该方法的返回值和第 2 个参数值相同,则输出 StopInteration 异常;反之,则输出 __call__() 方法的返回值。
例如,修改 listDemo 类如下所示:
从字面来理解,迭代器指的就是支持迭代的容器,更确切的说,是支持迭代的容器类对象,这里的容器可以是列表、元组等这些 Python 提供的基础容器,也可以是自定义的容器类对象,只要该容器支持迭代即可。
《 Python实现自定义序列》一节中,已经学会了如何自定义一个序列类,但该序列类对象并不支持迭代,因此还不能称之为迭代器。如果要自定义实现一个迭代器,则类中必须实现如下 2 个方法:
- __next__(self):返回容器的下一个元素。
- __iter__(self):该方法返回一个迭代器(iterator)。
例如,下面程序自定义了一个简易的列表容器迭代器,支持迭代:
class listDemo: def __init__(self): self.__date=[] self.__step = 0 def __next__(self): if self.__step <= 0: raise StopIteration self.__step -= 1 #返回下一个元素 return self.__date[self.__step] def __iter__(self): #实例对象本身就是迭代器对象,因此直接返回 self 即可 return self #添加元素 def __setitem__(self,key,value): self.__date.insert(key,value) self.__step += 1 mylist = listDemo() mylist[0]=1 mylist[1]=2 for i in mylist: print (i)程序执行结果为:
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除此之外,Python 内置的 iter() 函数也会返回一个迭代器,该函数的语法格式如下:
iter(obj[, sentinel])
其中,obj 必须是一个可迭代的容器对象,而 sentinel 作为可选参数,如果使用此参数,要求 obj 必须是一个可调用对象,具体功能后面会讲。我们常用的是仅有 1 个参数的 iter() 函数,通过传入一个可迭代的容器对象,我们可以获得一个迭代器,通过调用该迭代器中的 __next__() 方法即可实现迭代。例如;可调用对象,指的是该类的实例对象可以像函数那样,直接以“对象名()”的形式被使用。通过在类中添加 __call__() 方法,就可以将该类的实例对象编程可调用对象。有关 __call__() 方法,可阅读《Python __call__()》做详细了解。
# 将列表转换为迭代器 myIter = iter([1, 2, 3]) # 依次获取迭代器的下一个元素 print(myIter.__next__()) print(myIter.__next__()) print(myIter.__next__()) print(myIter.__next__())运行结果为:
1
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3
Traceback (most recent call last):
File "C:\Users\mengma\Desktop\demo.py", line 7, in <module>
print(myIter.__next__())
StopIteration
从程序的执行结果可以看出,当迭代完存储的所有元素之后,如果继续迭代,则 __next__() 方法会抛出 StopIteration 异常。另外,也可以使用 next() 内置函数来迭代,即 next(myIter),和 __next__() 方法是完全一样的。
这里介绍 iter() 函数第 2 个参数的作用,如果使用该参数,则要求第一个 obj 参数必须传入可调用对象(可以不支持迭代),这样当使用返回的迭代器调用 __next__() 方法时,它会通过执行 obj() 调用 __call__() 方法,如果该方法的返回值和第 2 个参数值相同,则输出 StopInteration 异常;反之,则输出 __call__() 方法的返回值。
例如,修改 listDemo 类如下所示:
class listDemo: def __init__(self): self.__date=[] self.__step = 0 def __setitem__(self,key,value): self.__date.insert(key,value) self.__step += 1 #是该类实例对象成为可调用对象 def __call__(self): self.__step-=1 return self.__date[self.__step] mylist = listDemo() mylist[0]=1 mylist[1]=2 #将 mylist 变为迭代器 a = iter(mylist,1) print(a.__next__()) print(a.__next__())程序执行结果为:
2
Traceback (most recent call last):
File "D:\python3.6\1.py", line 20, in <module>
print(a.__next__())
StopIteration
迭代器本身是一个底层的特性和概念,在程序中并不常用,但它为生成器这一更有趣的特性提供了基础。有关生成器的相关知识,会在后续章节中介绍。