Python中的迭代器与生成器

文章目录

  • 1、迭代器
  • 2、生成器
  • 3、列表推导式和生成器表达式
  • 4、enumerate()

  • 在Python中,迭代器(Iterator)和生成器(Generator)是两种用于处理可迭代对象的重要工具。而可迭代对象包括列表,元组,字典,字符串等。
  • 迭代器和生成器只能迭代一次,通常用于处理大型数据集,因为它们不会一次性加载所有数据到内存中,而是根据需要逐个生成值。

列表是迭代器吗?
在 Python 中,列表(List)是可迭代对象(Iterable),但并不是迭代器(Iterator)。但可以使用内置函数 iter() 将列表转换为迭代器。转换后的迭代器可以使用 next() 函数来逐个获取元素。

1、迭代器

  • 迭代器是一种对象,它可以被迭代/遍历并返回可迭代对象中的元素。
  • 迭代器对象从第一个元素开始访问,直到所有的元素被访问完结束。迭代器只能往前不会后退。
  • 类是通过__iter__和__next__两个方法实现的:__ iter __() 方法返回迭代器对象本身,而 __ next () 方法返回序列中的下一个元素。当没有更多的元素可返回时, next __() 方法会引发 StopIteration 异常。创建迭代器对象后,就可以通过for循环或者next()来进行迭代/遍历。
class MyIterator:def __init__(self, data):self.data = dataself.index = 0def __iter__(self):return selfdef __next__(self):if self.index >= len(self.data):raise StopIterationelement = self.data[self.index]self.index += 1return elementmy_list = [1, 2, 3, 4, 5]
my_iterator = MyIterator(my_list)for element in my_iterator:print(element)
  • 对于可迭代对象来说,可以使用iter()方法创建迭代器,再使用for循环或者next()方法遍历元素。
>>> list=[1,2,3,4]
>>> it = iter(list)    # 创建迭代器对象
>>> print (next(it))   # 输出迭代器的下一个元素
1
>>> print (next(it))
2
>>>
list=[1,2,3,4]
it = iter(list)    # 创建迭代器对象
for x in it:print (x, end=" ")

2、生成器

  • 生成器是一种用于创建迭代器的特殊函数。生成器内部使用 yield 关键字来产生一个值,而不是一次性产生所有值。这样做的潜在优点是可以节省大量的内存。
  • 创建生成器后可以用于迭代:每次调用生成器进行迭代时(依然可以使用for循环或者next方法),它会暂停执行并将 yield 后面的表达式作为当前迭代的值返回。下次调用时,它会从暂停的地方恢复执行。
def countdown(n):while n > 0:yield nn -= 1# 创建生成器对象
generator = countdown(5)# 通过迭代生成器获取值
print(next(generator))  # 输出: 5
print(next(generator))  # 输出: 4
print(next(generator))  # 输出: 3# 使用 for 循环迭代生成器
for value in generator:print(value)  # 输出: 2 1

3、列表推导式和生成器表达式

  • 列表推导式和生成器表达式都是 Python 中用于创建新的可迭代对象的快捷方式。
  • 列表推导式使用方括号 [ ],并且可以包含一个或多个循环、条件语句以及表达式,可以在单行中根据已有的可迭代对象(如列表、元组等)生成一个新的列表。
squares = [x**2 for x in range(1, 6)]
print(squares)
# [1, 4, 9, 16, 25]
  • 生成器表达式与列表推导式的语法类似,但使用圆括号 ( ) 而不是方括号 [ ]。它返回一个生成器对象,可以逐个生成值,而不是创建完整的列表。这样可以节省内存,特别是当处理大量数据时。
squares = (x**2 for x in range(1, 6))
print(squares)for square in squares:print(square)
''
<generator object <genexpr> at 0x000001234567890>
1
4
9
16
25
''

4、enumerate()

  • enumerate() 是 Python 内置函数之一,它用于同时遍历序列(如列表、元组等)的索引和对应的元素。
  • enumerate() 函数接受一个可迭代对象作为参数,并返回一个包含索引和元素组成的迭代器。
my_list = ['a', 'b', 'c']for index, element in enumerate(my_list, start=1):print(index, element)
''
1, b
2, c
''

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