一尘不染

Python-构建一个基本的Python迭代器

python

如何在python中创建一个迭代函数(或迭代器对象)?


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2020-02-09

共2个答案

一尘不染

python中的迭代器对象符合迭代器协议,这基本上意味着它们提供了两种方法:__iter__()__next__()

  • __iter__返回迭代器对象,并在循环开始时隐式调用。

  • __next__()方法返回下一个值,并在每次循环增量时隐式调用。当没有更多值要返回时,此方法将引发StopIteration异常,该异常由循环构造以停止迭代的方式隐式捕获。

这是一个简单的计数器示例:

class Counter:
    def __init__(self, low, high):
        self.current = low - 1
        self.high = high

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self): # Python 2: def next(self)
        self.current += 1
        if self.current < self.high:
            return self.current
        raise StopIteration


for c in Counter(3, 9):
    print(c)

这将打印:

3
4
5
6
7
8

如上一个答案所述,使用生成器编写起来更容易:

def counter(low, high):
    current = low
    while current < high:
        yield current
        current += 1

for c in counter(3, 9):
    print(c)

打印的输出将相同。在内部,生成器对象支持迭代器协议,并且执行与类Counter大致相似的操作。

David Mertz的文章IteratorsSimple Generators是很好的介绍。

2020-02-09
一尘不染

有四种方法来构建迭代函数:

  • 创建一个生成器(使用yield关键字)
  • 使用生成器表达式(genexp
  • 创建一个迭代器(定义__iter____next__(或next在Python 2.x中)
  • 创建一个Python可以自己迭代的类(定义__getitem__

例子:

# generator
def uc_gen(text):
    for char in text:
        yield char.upper()

# generator expression
def uc_genexp(text):
    return (char.upper() for char in text)

# iterator protocol
class uc_iter():
    def __init__(self, text):
        self.text = text
        self.index = 0
    def __iter__(self):
        return self
    def __next__(self):
        try:
            result = self.text[self.index].upper()
        except IndexError:
            raise StopIteration
        self.index += 1
        return result

# getitem method
class uc_getitem():
    def __init__(self, text):
        self.text = text
    def __getitem__(self, index):
        result = self.text[index].upper()
        return result

要查看所有四个实际方法:

for iterator in uc_gen, uc_genexp, uc_iter, uc_getitem:
    for ch in iterator('abcde'):
        print ch,
    print

结果是:

A B C D E
A B C D E
A B C D E
A B C D E

注意事项:

两种生成器类型(uc_gen和uc_genexp)不能为reversed(); 普通的迭代器(uc_iter)需要使用__reversed__magic方法(该方法必须返回一个向后的新迭代器);并且getitem iteratableuc_getitem)必须具有__len__魔术方法:

    # for uc_iter
    def __reversed__(self):
        return reversed(self.text)

    # for uc_getitem
    def __len__(self)
        return len(self.text)

为了回答Panic上校关于无限懒惰求值的迭代器的第二个问题,以下是使用上述四种方法中的每一个的示例:

# generator
def even_gen():
    result = 0
    while True:
        yield result
        result += 2


# generator expression
def even_genexp():
    return (num for num in even_gen())  # or even_iter or even_getitem
                                        # not much value under these circumstances

# iterator protocol
class even_iter():
    def __init__(self):
        self.value = 0
    def __iter__(self):
        return self
    def __next__(self):
        next_value = self.value
        self.value += 2
        return next_value

# getitem method
class even_getitem():
    def __getitem__(self, index):
        return index * 2

import random
for iterator in even_gen, even_genexp, even_iter, even_getitem:
    limit = random.randint(15, 30)
    count = 0
    for even in iterator():
        print even,
        count += 1
        if count >= limit:
            break
    print

结果(至少在我的示例运行中):

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32

如何选择使用哪一个?这主要是一个品味问题。我最常看到的两种方法是生成器和迭代器协议,以及混合方法(__iter__返回生成器)。

生成器表达式可用于替换列表推导(它们很懒,因此可以节省资源)。

如果需要与早期的Python 2.x版本兼容,请使用__getitem__

2020-02-09