一文带你探寻Python中的迭代器

2023-05-15 08:05:13 带你 探寻 一文

面试官: 听说你熟悉python，那么你能简单阐述一下Python的装饰器、生成器以及迭代器么？

我: emm, 我不清楚，我只是了解过python最基本的代码。

上述是弟弟前段时间去面试运维开发，遇到的问题，emmm，运维是一个很杂的职业，在小公司，总结一句话就是宽而浅，痛定思痛，决定来了解一下python特性，于是乎，就有了这篇文章。

这篇文章，我们将介绍python迭代器，使用环境为: Python 3.6.8

什么是迭代器

什么是python迭代器呢？ 举一个最简单的例子：

list1 = ["pdudo","juejin","hello"]
tuple1 = ("pdudo","juejin","hello")
dict1 = {"name":"pdudo"}

for i in list1:
    print(i)
for i in tuple1:
    print(i)
for i in dict1:
    print(i)

这就是python迭代器，好了，讲完了，手工。

是的，使用for...in的方式，底层都是使用的是迭代器，你是不是之前写的时候，从来没有好奇过，为什么遍历不同的数据类型，都可以使用for...in通用呢？

弟弟我也是一样的，没有想过，为什么可以这样写。迭代器语法我们已经讲了，接下来，我们来剥开迭代器的面纱吧。

为什么需要迭代器

只要符合python迭代器条件的，都可以使用for...in来遍历元素，即: 使用相同的代码，遍历不同的数据容器。 我认为这是根本原因。

如果上述描述还不清晰的话，我们可以使用c和python来遍历一下数组 和 字符串，就能清晰的了解了。

如上代码，是c语言遍历数组"pdudo","hello","juejin"和字符串pdudohellojuejin，我们需要自己写遍历条件的临界值。

而如何使用python来写呢？ 来看下呢。

list1 = ["pdudo","hello","juejin"]
char1 = "pdudohellojuejin"

for v in list1:
    print(v)

for c in char1:
    print(c)

只需要定义数组和字符串，而后使用for...in便结束了。

我想，如上例子，就足以证明为什么要使用迭代器的原因了，因为真的很爽。

迭代器是如何工作的

在经历了前2个段落的铺垫，我猜你肯定很想知道迭代器是如何工作的吧？现在它来了。

在使用for...in语句时，它会调用inter()对象，该函数会返回一个迭代器对象。该对象又定义了__next__()方法，该方法一次返回一个容器元素，当没有更多元素可以返回的时候，会抛一个StopIteration异常来表明for终止循环。

是不是还是不懂？没关系，我们再写一个案例来说明一下。

list1 = ["pdudo","hello","juejin"]

it = iter(list1)
print(next(it))
print(next(it))
print(next(it))
print(next(it))

如上代码，定义了一个列表，其值为: "pdudo","hello","juejin"，而后调用iter方法，它将返回一个迭代器，而后调用next方法来返回下一个元素，但是我们定义的列表长度为3，而调用了4次next方法，可见，最后一次会抛异常。

我们执行后，效果如下:

可见，和我们上述猜想的一致，在for...in语句中，也是调用inter()容器对象，使用__next__返回后续可迭代的对象，如此类推，直至遇到异常StopIteration，循环结束。

好了，知道迭代器是如何工作了吧？ 那么，我们再抛出一个问题，看你能否接住呢？ 如何判断一个数据类型是能够被迭代的呢？

如何创建一个迭代器

我们已经学会了如何使用迭代器，以及知晓了迭代器是如何工作的，本段落将介绍如何创建一个迭代器，在看这个之前，我们思考一个问题，如下代码是否会报错呢？

a = 9527
for i in a:
    print(i)

我们使用for...in来遍历一个int类型的数据。

如上代码，当然会报错，借此引出我们的知识点：什么样的数据类型才能被迭代呢？

是这样的，能否被迭代，取决于该方法是否有__iter__方法。

可以看下如下例子，我们自定义了一个迭代器，用于倒叙输出数据。

#!/bin/env python

class flashBack:
    def __init__(self,list1):
        self.data = list1
        self.index = len(list1)-1

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self):
        if self.index < 0:
            raise StopIteration

        val = self.data[self.index]
        self.index = self.index - 1
        return val

def main():
    list1 = [1,2,3,4,5]
    tuble1 = ("pdudo","juejin","hello")

    for i in flashBack(list1):
        print(i)

    for i in flashBack(tuble1):
        print(i)

if __name__ == '__main__':
    main()

执行后，结果为:

可见，创建一个迭代器，至少需要 __iter__方法 和 有__next__方法。

好了，有了这个基础案例，我们来写一个链表？

#!/bin/env python

class node:
    def __init__(self,val):
        self.val = val
        self.nextNode = None

class Lists:
    def __init__(self,currentNodes):
        self.currentNode = currentNodes

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self):
        if self.currentNode is None:
            raise StopIteration

        v = self.currentNode.val
        self.currentNode = self.currentNode.nextNode
        return v



def main() :
    node1 = Node(1)
    node2 = Node(2)
    node3 = Node(3)
    node1.nextNode = node2
    node2.nextNode = node3

    for i in Lists(node1):
        print(i)

if __name__ == '__main__':
    main()

如上代码，我们先创建节点Node，它有2个值，val是记录的值，而nextNode是记录下一个Node的指针，而后定义了类Lists，调用时候，需要传入一个Node，它会将currentNodes来记录当前的Node 重点看__next__，当当前节点为空的时候，则返回StopIteration告知for迭代器结束了，否则的话，取出当前节点的val并且返回，且将其下滑到下一个节点。

如上代码，运行后，结果如下:

总结

本篇文章，我们首先介绍了什么迭代器，什么是迭代器呢？ 最简单的for...in就是迭代器，接着便介绍了为什么需要迭代器，我们通过c输出数组和字符串来和python的for...in语法做比较，迭代器写法更为简单，迭代器的核心是使用相同的代码，遍历不同的数据容器。 接着便介绍了迭代器是如何工作的，其对象方法必须要有__iter__和__next__方法，才能被for...in所调用，最后我们实现了一个类，实现了上述的2个方法，从而实现了迭代器。

以上就是一文带你探寻Python中的迭代器的详细内容，更多关于Python迭代器的资料请关注其它相关文章！

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