python的迭代器是什么意思

可以直接作用于for循环的对象统称为可迭代对象(Iterable)。

可以被next()函数调用并不断返回下一个值的对象称为迭代器(Iterator)。

所有的Iterable均可以通过内置函数iter()来转变为Iterator。

对迭代器来讲，有一个__next()就够了。在你使用for 和 in 语句时，程序就会自动调用即将被处理的对象的迭代器对象，然后使用它的next__()方法，直到监测到一个StopIteration异常。

Python

L = [1,2,3]
[x**2 for x in L]
[1, 4, 9]
next(L)

Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
TypeError: 'list' object is not an iterator

I=iter(L)
next(I)

1

next(I)

2

next(I)

3

next(I)

Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
StopIteration
1
2
3
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17
18

L = [1,2,3]
[x**2 for x in L]

[1, 4, 9]

next(L)

Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
TypeError: 'list' object is not an iterator

I=iter(L)
next(I)

1

next(I)

2

next(I)

3

next(I)

Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
StopIteration
上面例子中，列表L可以被for进行循环但是不能被内置函数next()用来查找下一个值，所以L是Iterable。

L通过iter进行包装后设为I，I可以被next()用来查找下一个值，所以I是Iterator。

题外话：

内置函数iter()仅仅是调用了对象的__iter()方法，所以list对象内部一定存在方法iter__()
内置函数next()仅仅是调用了对象的__next()方法，所以list对象内部一定不存在方法next__()，但是Itrator中一定存在这个方法。
for循环内部事实上就是先调用iter()把Iterable变成Iterator在进行循环迭代的。
Python

L = [4,5,6]
I = L.__iter__()
L.__next__()

Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
AttributeError: 'list' object has no attribute '__next__'

I.__next__()

4

from collections import Iterator, Iterable
isinstance(L, Iterable)

True

isinstance(L, Iterator)

False

isinstance(I, Iterable)

True

isinstance(I, Iterator)

True

[x**2 for x in I]

[25, 36]
1
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17
18
19

L = [4,5,6]
I = L.__iter__()
L.__next__()

Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
AttributeError: 'list' object has no attribute '__next__'

I.__next__()

4

from collections import Iterator, Iterable
isinstance(L, Iterable)

True

isinstance(L, Iterator)

False

isinstance(I, Iterable)

True

isinstance(I, Iterator)

True

[x**2 for x in I]

[25, 36]
4.Iterator继承自Iterable，从下面的测试中可以很方便的看到Iterator包含__iter()和next()方法，而Iteratble仅仅包含iter__()。

Python

from collections import Iterator, Iterable
help(Iterator)

Help on class Iterator:

class Iterator(Iterable)
| Method resolution order:
| Iterator
| Iterable
| builtins.object
|**注解：从这里可以看出Iterable继承自object, Iterator继承自Iterable。
| Methods defined here:
|
| __iter__(self)
|
| __next__(self)
| Return the next item from the iterator. When exhausted, raise StopIteration
......

help(Iterable)

Help on class Iterable:

class Iterable(builtins.object)
| Methods defined here:
|
| __iter__(self)
......
1
2
3
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20
21
22
23
24
25

from collections import Iterator, Iterable
help(Iterator)

Help on class Iterator:

class Iterator(Iterable)
| Method resolution order:
| Iterator
| Iterable
| builtins.object
|**注解：从这里可以看出Iterable继承自object, Iterator继承自Iterable。
| Methods defined here:
|
| __iter__(self)
|
| __next__(self)
| Return the next item from the iterator. When exhausted, raise StopIteration
......

help(Iterable)

Help on class Iterable:

class Iterable(builtins.object)
| Methods defined here:
|
| __iter__(self)
......

iterable需要包含有__iter()方法用来返回iterator，而iterator需要包含有next__()方法用来被循环

如果我们自己定义迭代器，只要在类里面定义一个 iter() 函数，用它来返回一个带 next() 方法的对象就够了。

直接上代码

Python

class Iterable:

def __iter__(self):
    return Iterator()

class Iterator:

def __init__(self):
    self.start=-1
def __next__(self):
    self.start +=2
    if self.start >10:
        raise StopIteration
    return self.start

I = Iterable()
for i in I:

print(i)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
class Iterable:

def __iter__(self):
    return Iterator()

class Iterator:

def __init__(self):
    self.start=-1
def __next__(self):
    self.start +=2
    if self.start >10:
        raise StopIteration
    return self.start

I = Iterable()
for i in I:

print(i)

上面的代码实现的是找到10以内的奇数，代码中的类名可以随便取，不是一定需要使用我上面提供的类名的。

如果在Iterator的__next__方法中没有实现StopIteration异常，那么则是表示的全部奇数，那么需要在调用的时候设置退出循环的条件。

Python

class Iterable:

def __iter__(self):
    return Iterator()

class Iterator:

def __init__(self):
    self.start=-1
def __next__(self):
    self.start +=2
    return self.start

I = Iterable()
for count, i in zip(range(5),I): #也可以用内置函数enumerate来实现计数工作。

print(i)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
class Iterable:

def __iter__(self):
    return Iterator()

class Iterator:

def __init__(self):
    self.start=-1
def __next__(self):
    self.start +=2
    return self.start

I = Iterable()
for count, i in zip(range(5),I): #也可以用内置函数enumerate来实现计数工作。

print(i)

我们通过range来实现打印多少个元素，这里表示打印5个元素，返回结果和上面一致。

当然，我们可以把这两个类合并在一起，这样实现程序的简练。
最终版本如下

Python

class Iterable:

def __iter__(self):
    return self
def __init__(self):
    self.start=-1
def __next__(self):
    self.start +=2
    if self.start >10:
        raise StopIteration
    return self.start

I = Iterable()
for i in I:

print(i)

1
2
3
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10
11
12
13
14
class Iterable:

def __iter__(self):
    return self
def __init__(self):
    self.start=-1
def __next__(self):
    self.start +=2
    if self.start >10:
        raise StopIteration
    return self.start

I = Iterable()
for i in I:

print(i)

复制迭代器

迭代器是一次性消耗品，使用完了以后就空了，请看。

Python

L=[1,2,3]
I=iter(L)
for i in I:

... print(i, end='-')
...
1-2-3-

next(I)

Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
StopIteration
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

L=[1,2,3]
I=iter(L)
for i in I:

... print(i, end='-')
...
1-2-3-

next(I)

Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
StopIteration
当循环以后就殆尽了，再次使用调用时会引发StopIteration异常。

我们想通过直接赋值的形式把迭代器保存起来，可以下次使用。
但是通过下面的范例可以看出来，根本不管用。

Python

I=iter(L)
J=I
next(I)

1

next(J)

2

next(I)

3

next(J)

Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
StopIteration
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

I=iter(L)
J=I
next(I)

1

next(J)

2

next(I)

3

next(J)

Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
StopIteration
那怎么样才能达到我们要的效果呢？

我们需要使用copy包中的deepcopy了，请看下面：

Python

import copy
I=iter(L)
J=copy.deepcopy(I)
next(I)

1

next(I)

2

next(J)

1
1
2
3
4
5
6
7
8
9

import copy
I=iter(L)
J=copy.deepcopy(I)
next(I)

1

next(I)

2

next(J)

1
补充：迭代器不能向后移动, 不能回到开始。

所以需要做一些特殊的事情才能实现向后移动等功能。

以上代码均在Python 3.4 中测试通过。

日志：

8月13日完成
8月14日添加关于Iterator, Iterable的更多解释在题外话的第4点。