玩转可迭代对象、迭代器与生成器：你需要知道的一切

生成器

《流畅的Python》

容器序列：list, tuple, collections.deque这些序列能存放不同类型的数据。

在Python中，所有容器都是可迭代对象。

 可迭代对象：

1，对象实现了能返回迭代器的__iter__方法，那么对象就是可迭代的。

2，序列都可以迭代。

3，实现了__getitem__方法，而且接受从0开始的索引，这种对象也可以迭代。

可迭代对象与迭代器之间的关系：Python从可迭代对象中获取迭代器。 

迭代

 通过for循环遍历list或tuple，这种遍历我们称为迭代（Iteration）。

 enumerate( )函数：

可以把一个list变成索引-元素对，这样就可以在for循环中同时迭代索引和元素本身

from collections import Iterable

小结

任何可迭代对象都可以作用于for循环，包括我们自定义的数据类型，只要符合迭代条件，就可以使用for循环。 

列表生成式

在一个列表/字典/集合/元组生成式中，放在for前面的if……else是表达式，而放在for后面的if是过滤条件，不能带else。

生成器

如果列表元素可以按照某种算法推算出来，那我们因此可以在循环的过程中不断推算出后续的元素，这样就不必创建完整的list，从而节省大量的空间。

在Python中，这种一边循环一边计算的机制，称为生成器：generator。

generator保存的是算法，每次调用next( g )，就计算出g的下一个元素的值，直到计算到最后一个元素，没有更多的元素时，抛出StopIteration的错误。

 创建生成器的2种方式：

1，把列表生成式中的中括号[ ] 改成小括号( )

2，yield关键字：如果推算的算法比较复杂，用类似列表生成式的for循环无法实现的时候，还可以用函数来实现。

执行流程：

最难理解的就是generator和函数的执行流程不一样。

函数：是顺序执行，遇到return语句或者最后一行函数语句就返回。

而变成generator的函数，在每次调用next( )的时候执行，遇到yield语句返回，再次执行时从上次返回的yield语句处继续执行。

生成器拿不到return语句的返回值

用for循环调用generator时拿不到return语句的返回值。

如果想要拿到返回值，必须捕获StopIteration错误，返回值包含在StopIteration的value中。

迭代器

迭代器的方法有iter()和next()，本质是实现了__iter__()和__next__()方法，只要任何对象实现了这两个方法，那该对象就是一个迭代器。

把一个类作为一个迭代器使用，需要在类中实现两个方法 __iter__() 与 __next__() 。

可迭代对象Iterable：凡是可作用于for循环的对象都是Iterable类型，即都是可迭代对象。

迭代器Iterator：凡是可作用于next()函数并不断返回下一个值的对象都是Iterator类型，即都是迭代器，它们表示一个惰性计算的序列；

 PS,  注意迭代器Iterator和生成器generator的区别

1，可迭代对象Iterable

可以直接作用于for循环的数据类型有以下几种：

一类是集合数据类型，如list, tuple,  dict, set,  str等；

一类是generator，包括生成器和带yield的generator function。

这些可以直接作用于for循环的对象统称为可迭代对象：Iterable。

2，isinstance()函数：

判断一个对象是否是Iterable对象、Iterator对象

#可迭代对象
from collections import Iterable


#迭代器
from collections import Iterator

3，iter( )函数：

把集合数据类型list、dict、str等Iterable变成Iterator.

4，问题：为什么list、dict、str等数据类型不是Iterator？

这是因为Python的Iterator对象表示的是一个数据流，Iterator对象可以被next()函数调用并不断返回下一个数据，直到没有数据时抛出StopIteration错误。

可以把这个数据流看做是一个有序序列，但我们却不能提前知道序列的长度，只能不断通过next()函数实现按需计算下一个数据；

所以Iterator的计算是惰性的，只有在需要返回下一个数据时它才会计算。

Iterator甚至可以表示一个无限大的数据流，例如全体自然数。而使用list是永远不可能存储全体自然数的。

小结

Python的for循环本质上就是通过不断调用next()函数实现的，而且for循环会处理stopIteration异常。

for i in [1,2,3,4,5]:
    pass

#for循环等价于下面的函数：

#首先获得Iterator对象
it=iter([1,2,3,4,5])
#循环
while True:
    try:
        #获得下一个值
        print(next(it))
    except StopIteration:
        #遇到StopIteration就退出循环
        break