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python编程:迭代对象、Iterator迭代器、生成器

简介: python编程:迭代对象、Iterator迭代器、生成器
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迭代器:例如 列表

迭代器模式

提供了一种方法能够顺序访问集合中的所有元素,而又不暴露集合内部的实现

迭代器的本质是实现了一种方式:

能够判断集合中是否还有未被访问的元素,以及提供访问这个元素的方式

代码实例

# -*- coding: utf-8 -*-

# @File    : 迭代器模式.py
# @Date    : 2018-05-23

from abc import abstractmethod

# 定义迭代器
# 实现了两个方法,是否还有未被访问的元素和下一个未被访问的元素
class Iterator(object):
    def __init__(self):
        pass

    @abstractmethod
    def has_next(self):
        pass

    @abstractmethod
    def next(self):
        pass


# 一个书架上摆满了书,我们需要查找某本书时,就用到了迭代器模式
# 定义书本, 名称和编号
class Book(object):
    def __init__(self, name, number):
        self.name = name
        self.number = number


# 书架定义
# 书架实现了增加书目,查找index位置的数目以及总共的图书数目这几个方法
class BookShelf(object):
    def __init__(self):
        self.books = []

    def append_book(self, book):
        self.books.append(book)

    def get_book_at(self, index):
        return self.books[index]

    def get_length(self):
        return self.books.__len__()


# Iterator的具体实现
class BookShelfIterator(Iterator):
    def __init__(self, book_shelf):
        self.book_shelf = book_shelf
        self.index = 0

    def has_next(self):
        if self.index < self.book_shelf.get_length():
            return True
        else:
            return False

    def next(self):
        book = self.book_shelf.get_book_at(self.index)
        self.index += 1
        return book

if __name__ == "__main__":
    book_shelf = BookShelf()
    book_shelf.append_book(Book("语文", "001"))
    book_shelf.append_book(Book("数学", "002"))
    book_shelf.append_book(Book("英语", "003"))

    book_shelf_iterator = BookShelfIterator(book_shelf)

    # 通过hasNext方法和next方法便可以访问数目的具体信息
    while book_shelf_iterator.has_next():
        book = book_shelf_iterator.next()
        print(book.name, book.number)
"""
语文 001
数学 002
英语 003
"""

python实现迭代器

任何实现了__iter____next__方法的对象都是迭代器

__iter__返回迭代器自身

__next__返回容器中的下一个值

Python3

# 新书架python实现
class NewBookShelf(BookShelf):
    def __init__(self):
        self.index = 0
        BookShelf.__init__(self)

    # 实现容器,进行成员检查
    def __contains__(self, book):
        if book in self.books:
            return True
        else:
            return False

    # 可迭代对象实现了__iter__方法
    def __iter__(self):
        return self

    #  迭代器实现next方法
    def __next__(self):
        if self.index < self.get_length():
            book = self.books[self.index]
            self.index += 1
            return book
        else:
            raise StopIteration # 停止标志

if __name__ == "__main__":
   # 新书架
    new_book_shelf = NewBookShelf()
    book1 =Book("语文", "001")
    new_book_shelf.append_book(book1)
    new_book_shelf.append_book(Book("数学", "002"))
    new_book_shelf.append_book(Book("英语", "003"))

    # 成员检查
    print(book1 in new_book_shelf)
    # True

    # 迭代书本
    for book in new_book_shelf:
        print(book.name, book.number)
"""
语文 001
数学 002
英语 003
"""   

Python2

# 新书架python实现
class NewBookShelf(BookShelf):
    def __init__(self):
        self.index = 0
        BookShelf.__init__(self)

    # 实现容器,进行成员检查
    def __contains__(self, book):
        if book in self.books:
            return True
        else:
            return False

    # 可迭代对象实现了__iter__方法
    def __iter__(self):
        return self

    def next(self):
        if self.index < self.get_length():
            book = self.books[self.index]
            self.index += 1
            return book
        else:
            raise StopIteration  # 停止标志

Python3 和 Python2和 略有不同,Python3 使用 __next__ 替换了 next

会报错

TypeError: iter() returned non-iterator of type 'NewBookShelf'

所以可以写个兼容代码

# 新书架python实现
class NewBookShelf(BookShelf):
    def __init__(self):
        self.index = 0
        BookShelf.__init__(self)

    # 实现容器,进行成员检查
    def __contains__(self, book):
        if book in self.books:
            return True
        else:
            return False

    # 可迭代对象实现了__iter__方法
    def __iter__(self):
        return self

    # 兼容 Python3 和 Python2
    def next(self):
        return self.__next__()

    #  迭代器实现next方法
    def __next__(self):
        if self.index < self.get_length():
            book = self.books[self.index]
            self.index += 1
            return book
        else:
            raise StopIteration  # 停止标志

 

总结

概念

实现

容器(container)

__contains__

可迭代对象(iterable)

__iter__ 返回迭代器自身

迭代器(iterator)

__next__ 返回容器中的下一个值 停止标志StopIteration

生成器(generator)

yiled关键字

生成器表达式(generator expression)

[x for x in lst ] -> (x for x in lst)


参考:

  1. 设计模式之迭代器模式
  2. 完全理解 Python 迭代对象、迭代器、生成器

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