可迭代物件

概念

一個物件(在Python里面一切都是物件)只要實作了只要實作了__iter__()方法，那么這個物件就是可迭代物件

常見的可迭代物件

1. 集合或序列型別（如list、tuple、set、dict、str）或檔案物件
2. 在類中定義了__iter__()方法的物件，可以被認為是 Iterable物件，但自定義的可迭代物件要能在for回圈中正確使用，就需要保證__iter__()實作必須是正確的
3. 在類中實作了如果只實作__getitem__()的物件可以通過iter()函式轉化成迭代器但其本身不是可迭代物件，所以當一個物件能夠在for回圈中運行，但不一定是Iterable物件，

針對第一點可以使用print(isinstance([], Iterable)) 進行校驗，回傳True則是可迭代物件，

關于第二點我們可以通過print(hasattr([], "__iter__"))回傳True知道內部實作了__iter__方法，但是這里我們需要注意的是要想被for回圈遍歷，能夠被內置的iter()函式呼叫并轉化成Iterator物件（如下代碼所示）

from collections import Iterable
class IterObj:
    
    def __iter__(self):
        return self 

print(isinstance([], Iterable))         
it = IterObj()
print(iter(it))

關于 第四點可以根據如下實體理解

from collections import Iterable, Iterator, Generator


class IterObj:

    def __init__(self):
        self.a = [3, 5, 7, 11, 13, 17, 19]

    def __getitem__(self, i):
        return self.a[i]


it = IterObj()
print(isinstance(it, Iterable))  # false

print(hasattr(it, "__iter__"))  # false
print(isinstance(iter(it), Iterable))  # true

for i in it:
    print(i)  # 將列印出3、5、7、11、13、17、19

迭代器

概念

迭代器物件要求支持迭代器協議的物件，在Python中，支持迭代器協議就是實作物件的__iter__()和next()方法，其中__iter__()方法回傳迭代器物件本身；next()方法回傳容器的下一個元素，在結尾時引發StopIteration例外，簡單來說：一個物件實作了__iter__()和__next__()方法，那么它就是一個迭代器物件，

實體

class IterObj:

    def __init__(self, n):
        self.a = n

        self.n = len(self.a)
        self.i = 0

    def __iter__(self):
        return iter(self.a)

    def __next__(self):
        while self.i < self.n:
            v = self.a[self.i]
            self.i += 1
            return v
        else:
            self.i = 0
            raise StopIteration()
t = IterObj([3, 5, 7, 11, 13, 17, 19])
# 可以通過for遍歷
print([ i for i in t])

# 也可以通過next（因為遍歷到沒有資料時候，拋出例外所以需要捕捉下）
while True:
    try:
        print(t.__next__())
    except:
        break

區分iterable,iterator與itertion

• itertion: 就是迭代,一個接一個(one after another),是一個通用的概念，比如一個回圈遍歷某個陣列，

• iterable: 這個是可迭代物件,屬于python的名詞，范圍也很廣，可重復迭代，滿足如下其中之一的都是iterable:

  • 可以for回圈: for i in iterable

  • 可以按index索引的物件，也就是定義了__getitem__方法，比如list,str;

  • 定義了__iter__方法，可以隨意回傳，

  • 可以呼叫iter(obj)的物件，并且回傳一個iterator

• iterator: 迭代器物件,也屬于python的名詞，只能迭代一次，需要滿足如下的迭代器協議

  • 定義了__iter__方法，但是必須回傳自身

  • 定義了next方法,在python3.x是__next__，用來回傳下一個值，并且當沒有資料了，拋出StopIteration

  • 可以保持當前的狀態

優缺點

迭代器優點:

1. 提供了一種通用不依賴索引的迭代取值方式
2. 同一時刻在記憶體中只存在一個值,更節省記憶體

迭代器缺點:

1. 取值不如按照索引的方式靈活,不能取指定的某一個值,只能往后取,不能往前去
2. 無法預測迭代器的長度

生成器

概念

生成器就是一種自定義的迭代器,本質為迭代器，但凡函式內包含yield關鍵字,呼叫函式不會執行函式體代碼,會得到一個回傳值,該回傳值就是生成器物件，在廖雪峰教程中解釋為：在Python中，這種一邊回圈一邊計算的機制，稱為生成器（Generator）

注意： 生成器既是可迭代的也是迭代器

定義生成器有兩種方式：

1. 串列生成器
2. 使用yield定義生成器函式 (yield是一個語法糖，內部實作了迭代器協議，同時保持狀態可以掛起)

串列生成器

from collections import *

g = (x  for x in range(3)) # 0～18的偶數生成器
print(isinstance(g, Iterable)) # true
print(isinstance(g, Iterator)) # true
print(isinstance(g, Generator)) # true
print(hasattr(g, "__iter__")) # true
print(hasattr(g, "__next__")) # true
print(next(g)) # 0
print(next(g)) # 1
print(next(g)) # 2

使用yield定義生成器函式

def gen():
    for i in range(10):
        yield i

# 檢索資料，開始執行
a = gen()
print(list(a))
    
# 呼叫gen()并沒有真實執行函式，而是只是回傳了一個生成器物件
# 執行第一次a.next()時，才真正執行函式，執行到yield一個回傳值，然后就會掛起，
# 保持當前的名字空間等狀態，然后等待下一次的呼叫,從yield的下一行繼續執行，
a = gen()
print(a.__next__())

這里yield的作用就相當于return,這個函式就是順序地回傳[0,9]的之間的自然數，可以通過next()或使用for回圈來遍歷，當程式遇到yield關鍵字時，這個生成器函式就回傳了，直到再次執行了next()函式，它就會從上次函式回傳的執行點繼續執行，即yield退出時保存了函式執行的位置、變量等資訊，再次執行時，就從這個yield退出的地方繼續往下執行，

迭代器和生成器的區別

生成器能做到迭代器能做的所有事,而且因為自動創建了 iter()和 next()方法,生成器顯得特別簡潔,而且生成器也是高效的，使用生成器運算式取代串列決議可以同時節省記憶體，

參考鏈接

python的迭代器為什么一定要實作__iter__方法？

Python：range 物件并不是迭代器（英文）

Python：range 物件并不是迭代器

python迭代器與生成器小結

python迭代器和for回圈區別

Python迭代器，生成器--精華中的精華