Python 迭代器介绍及其作用(上)

简介: Python 学习的人都知道,Python 中存在两种循环语句:while 和 for。for 循环可以用于 Python 中的任何序列,包括列表、元组、字符串。

迭代器:初探

Python 学习的人都知道,Python 中存在两种循环语句:while 和 for。for 循环可以用于 Python 中的任何序列,包括列表、元组、字符串。

>>> for x in [2013, 14, 15926]: print(x, end=' ')...2013 14 15926>>>>>> for x in (2021, 2022, 2023): print(x, end='->')...2021->2022->2023->>>> for x in 'HelloWorld': print(x, end=' ')...H e l l o W o r l d

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实际上,for 循环还能使用于任何可迭代对象。可迭代对象在 Python 中是新颖特别的概念,但实际上就是序列概念的通用化:如果对象时实际保存的序列,或者可以在迭代工具中(如 for 循环)一次产生一个结果的对象,就看做可迭代的。可以说,Python 中迭代器无处不在

什么是迭代器?

Python 中的迭代器是一个对象,用于迭代列表、元组、字典和集合等可迭代对象。Python 迭代器对象必须实现两个特殊的方法:__iter__()__next__() 方法:

  • 使用 __iter__() 方法初始化迭代器对象
  • 使用 __next__() 方法进行迭代。

通过迭代器进行迭代

iter() 函数依次调用 __iter__() 方法,返回一个迭代器。我们使用 next() 函数手动遍历迭代器的所有项。


网络异常,图片无法展示
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当我们到达终点并且没有更多数据要返回时,它将引发 StopIteration 异常。下面是一个例子:

# define a list
my_list = [2013, 14, 15926]
# get an iterator using iter()
my_iter = iter(my_list)
# iterate through it using next()
# Output: 2013
print(next(my_iter))
# Output: 14
print(next(my_iter))
# next(obj) is same as obj.__next__()
# Output: 15926
print(my_iter.__next__())
# This will raise error, no items left
next(my_iter)

依次执行上面的代码,输出如下:

2013
14
15926
Traceback (most recent call last):
  File "<string>", line 24, in <module>
    next(my_iter)
StopIteration

一种更优雅的自动迭代方式是使用 for 循环。使用它,我们可以迭代任何可以返回迭代器的对象,例如列表、字符串、文件等。

>>> for element in my_list:
...     print(element)
...     
2013
14
15926

迭代器 for 循环的工作

正如我们在上面的示例中看到的,for 循环能够自动遍历列表。

实际上 for 循环可以迭代任何可迭代对象。让我们仔细看看 for 循环是如何在 Python 中实际实现的。

for element in iterable:
    # do something with element

实际实现为:

# create an iterator object from that iterable
iter_obj = iter(iterable)
# infinite loop
while True:
    try:
        # get the next item
        element = next(iter_obj)
        print(element)
        # do something with element
    except StopIteration:
        # if StopIteration is raised, break from loop
        break

所以在内部,for 循环通过在可迭代对象上调用 iter() 创建一个迭代器对象 iter_obj。具有讽刺意味的是,这个 for 循环实际上是一个无限的 while 循环。

在循环内部,它调用 next() 来获取下一个元素并使用该值执行 for 循环的主体。在所有项目耗尽后,StopIteration 被引发,内部捕获并结束循环。请注意,任何其他类型的异常都会通过。

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