Python迭代和迭代器详解-阿里云开发者社区

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Python迭代和迭代器详解

简介:
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我们将要来学习python的重要概念迭代和迭代器,通过简单实用的例子如列表迭代器和xrange。

可迭代

一个对象,物理或者虚拟存储的序列。list,tuple,strins,dicttionary,set以及生成器对象都是可迭代的,整型数是不可迭代的。如果你不确定哪个可迭代哪个不可以,你需要用python内建的iter()来帮忙。


  1. >>> iter([1,2,3]) 
  2. <listiterator object at 0x026C8970
  3.  
  4. >>> iter({1:22:4}) 
  5. <dictionary-keyiterator object at 0x026CC1B0
  6.  
  7. >>> iter(1234
  8. Traceback (most recent call last): 
  9.   File "<pyshell#145>", line 1, in <module> 
  10.     iter(1234
  11. TypeError: 'int' object is not iterable 

iter()为list返回了listiterator对象,为dictionary返回了dictionary-keyiterator对象。类似对其他可迭代类型也会返回迭代器对象。

iter()用在自定义的类型会怎样呢?我们先自己定义一个String类:


  1. class String(object): 
  2.   def __init__(self, val): 
  3.     self.val = val 
  4.   def __str__(self): 
  5.     return self.val 
  6.  
  7. st = String('sample string'

那么,st是可迭代的吗?


  1. >>> iter(st) 
  2. TypeError: 'String' object is not iterable 

你可能会有几个问题要问:

  • 怎么让自定义的类型可迭代?

  • iter()究竟做了些什么?

让我们补充String类来找找答案


  1. class String(object): 
  2.     def __init__(self, val): 
  3.         self.val = val 
  4.     def __str__(self): 
  5.         return self.val 
  6.     def __iter__(self): 
  7.         print "This is __iter__ method of String class" 
  8.         return iter(self.val)  #self.val is python string so iter() will return it's iterator 
  9.  
  10. >>> st = String('Sample String'
  11. >>> iter(st) 
  12. This is __iter__ method of String class 
  13. <iterator object at 0x026C8150

在String类中需要一个’__iter__’方法把String类型变成可迭代的,这就是说’iter’内部调用了’iterable.__iter__()’

别急,不是只有增加’__iter()’方法这一种途径


  1. class String(object): 
  2.     def __init__(self, val): 
  3.         self.val = val 
  4.     def __str__(self): 
  5.         return self.val 
  6.     def __getitem__(self, index): 
  7.         return self.val[index] 
  8.  
  9. >>> st = String('Sample String'
  10. >>> iter(st) 
  11. <iterator object at 0x0273AC10

‘itr’也会调用’iterable.__getitem__()’,所以我们用’__getitem__’方法让String类型可迭代。

如果在String类中同时使用’__iter__()’和’__getitem__()’,就只有’__iter__’会起作用。

自动迭代

for循环会自动迭代


  1. for x in iterable: 
  2.     print x 

我们可以不用for循环来实现吗?


  1. def iterate_while(iterable): 
  2.     index = 0 
  3.     while(i< len(iterable)): 
  4.         print iterable[i] 
  5.         i +=1 

这样做对list和string是管用的,但对dictionary不会奏效,所以这绝对不是python式的迭代,也肯定不能模拟for循环的功能。我们先看迭代器,等下回再过头来。

迭代器

关于迭代器先说几条………..

  • 1. 迭代器对象在迭代过程中会会产生可迭代的值,`next()`或者`__next()__`是迭代器用来产生下一个值的方法。

  • 2. 它会在迭代结束后发出StopIteration异常。

  • 3. `iter()`函数返回迭代器对象

  • 4. 如果`iter()`函数被用在迭代器对象,它会返回对象本身

我们试一试模仿for循环


  1. def simulate_for_loop(iterable): 
  2.     it = iter(iterable) 
  3.     while(True): 
  4. try
  5.      print next(it) 
  6. except StopIteration: 
  7.      break 
  8.  
  9. >>> simulate_for_loop([23,12,34,56]) 
  10. 23 
  11. 12 
  12. 34 
  13. 56 

前面我们看过了iterable类,我们知道iter会返回迭代器对象。

现在我们试着理解迭代器类的设计。


  1. class Iterator: 
  2.     def __init__(self, iterable) 
  3.         self.iterable = iterable 
  4.     . 
  5.     . 
  6.     def __iter__(self):  #iter should return self if called on iterator 
  7.         return self 
  8.     def next(self):  #Use __next__() in python 3.x 
  9.         if condition: #it should raise StopIteration exception if no next element is left to return 
  10.             raise StopIteration 

我们学了够多的迭代和迭代器,在python程序中不会用到比这更深的了。

但是为了学习的目的我们就到这儿。。。。

列表迭代器

你可能会在面试中写这个,所以打起精神来注意了


  1. class list_iter(object): 
  2.     def __init__(self, list_data): 
  3.         self.list_data = list_data 
  4.         self.index = 0 
  5.     def __iter__(self): 
  6.         return self 
  7.     def next(self):   #Use __next__ in python 3.x 
  8.         if self.index < len(self.list_data): 
  9.             val = self.list_data[self.index] 
  10.             self.index += 1 
  11.             return val 
  12.         else
  13.             raise StopIteration() 

我们来用`list_iter`自己定义一个列表迭代器


  1. class List(object): 
  2.     def __init__(self, val): 
  3.         self.val = val 
  4.     def __iter__(self): 
  5.         return list_iter(self.val) 
  6.  
  7. >>> ls = List([1,2,34]) 
  8. >>> it = iter(ls) 
  9. >>> next(it) 
  10. 1 
  11. >>> next(it) 
  12. 2 
  13. >>> next(it) 
  14. 34 
  15. >>> next(it) 
  16.  
  17. Traceback (most recent call last): 
  18.   File "<pyshell#254>", line 1, in <module> 
  19.     next(it) 
  20.   File "<pyshell#228>", line 13, in next 
  21.     raise StopIteration() 
  22. StopIteration 
  23.  
  24. xrange 

从一个问题开始——xrange是迭代还是迭代器?

我们来看看


  1. >>> x = xrange(10
  2. >>> type(x) 
  3. <type 'xrange'

几个关键点:

  • 1. `iter(xrange(num))`应该被支持

  • 2. 如果`iter(xrange(num))`返回同样的对象(xrange类型)那xrange就是迭代器

  • 3. 如果`iter(xrange(num))`返回一个迭代器对象那xrange就是迭代


  1. >>> iter(xrange(10)) 
  2. <rangeiterator object at 0x0264EFE0

它返回了rangeiterator,所以我们完全可以叫它迭代器。

让我们用最少的xrange函数实现自己的xrange


  1. xrange_iterator 
  2.  
  3. class xrange_iter(object): 
  4.     def __init__(self, num): 
  5.         self.num = num 
  6.         self.start = 0 
  7.     def __iter__(self): 
  8.         return self 
  9.     def next(self): 
  10.         if self.start < self.num: 
  11.             val = self.start 
  12.             self.start += 1 
  13.             return val 
  14.         else
  15.             raise StopIteration() 
  16.  
  17. my xrange 
  18.  
  19. class my_xrange(object): 
  20.     def __init__(self, num): 
  21.         self.num = num 
  22.     def __iter__(self): 
  23.         return xrange_iter(self.num) 
  24.  
  25. >>> for x in my_xrange(10): 
  26. print x, 
  27.  
  28. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 

我喜欢在这里总结这篇文章,欢迎发表评论和疑问。


作者:王坚原

来源:51CTO

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