Python迭代器

最近在看Python基础教程（第三版），是之前python课的课本，但是之前没读过，虽然python一直用得挺多，但重新读读收获还挺大。这里做个笔记。
先是迭代器是什么并简单实现一个迭代器，然后是实现了一些range()。
​                迭代器是像循环一样重复很多次，但不会像列表那样一次性全部生成，而是需要用的时候再生成，就节省了内存资源。有时可能只想一个个地获取值，而不是用列表一次性获取，列表可能占用太多内存，并且有时没办法使用列表，列表的长度会到无穷大。
1、根据基本定义实现一个迭代器类

简单的说，迭代器类中：

• 定义__iter__和__next__两个方法
  
• __iter__返回它自己，__next__返回下一个，没有可返回的就抛出StopIteration异常。
  
• 迭代器对象Iterator就是字面意思，可以被迭代，比如可以调用next方法（一个迭代器对象it，next(it)就是it.__next__() ），比如可以放进for循环(for x in it)
  

根据上面描述可以简单写一个迭代器出来

1. class TestIterator:
2.     value = 0
4.     def __next__(self):  
5.         self.value += 1
6.         if self.value > 10:  # 到这个条件了没有可返回的了就抛出一个StopIteration异常
7.             raise StopIteration
8.         return self.value  # 每次返回下一个
9.    
10.     def __iter__(self):  # 这里返回它自己
11.         return self
14. if __name__ == '__main__':
15.     ti = TestIterator()
16.     print(list(ti))

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运行的结果是：[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
2、稍微具体一点的__iter__和__next__

嗯于是就能知道了，关于__iter__和__next__：
实现了方法__iter__的对象是可迭代的，而实现了方法__next__的对象是迭代器。
方法__iter__返回一个迭代器，它是包含方法__next__的对象。
文档中也写得很清楚了，调用__next__时，迭代器应返回其下一个值。如果迭代器没有可供返回的值，则引发StopIteration异常。

iter返回一个迭代器对象，即object.__iter__()。如果指定了sentinel(哨兵)，这个迭代器将不断调用直到返回的是sentinel。

3、for循环的原理，斐波那契数列的例子

然后再来一个斐波那契数列的例子，迭代器对象可以被放进for循环。

1. class Fibs:
2.     def __init__(self) -> None:
3.         self.a = 0
4.         self.b = 1
6.     def __next__(self):
7.         self.a, self.b = self.b, self.a + self.b
8.         return self.a
9.    
10.     def __iter__(self):
11.         return self
14. if __name__ == '__main__':
15.     fibs = Fibs()
16.     for f in fibs:  # 首先会执行__iter__方法获取返回值，就它自己，然后执行一次它的__next__方法，不断循环。
17.         if f > 1000:
18.             print(f)
19.             break

复制代码

返回这个数列中第一个大于1000的数，是1597。
4、关于range()

1. (base) eisen@pop-os:~$ python3.8
2. Python 3.8.10 (default, Mar 15 2022, 12:22:08)
3. [GCC 9.4.0] on linux
4. Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
5. >>> v1 = range(20)
6. >>> dir(v1)
7. ['__bool__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__reversed__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'count', 'index', 'start', 'step', 'stop']

复制代码

这里先看到v1里面只有__iter__，v1为可迭代对象Iterable，让v2 = v1.__iter__()

1. >>> v2 = v1.__iter__()
2. >>> dir(v2)
3. ['__class__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__length_hint__', '__lt__', '__ne__', '__new__', '__next__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__setstate__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__']

复制代码

可以看到v2既有__iter__又有__next__为迭代器对象。range就是执行v1的__iter__获取到里面的迭代器对象v2，再执行v2的__next__方法...

1. >>> v2.__next__()
2. 0
3. >>> v2.__next__()
4. 1
5. >>> v2.__next__()
6. 2
7. >>> v2.__next__()
8. 3
9. >>> v2.__next__()
10. 4
11. >>> v2.__next__()
12. 5

复制代码

到这里就能理解书上这段话了。

于是实现一下range就很简单了，在实现的MyRange里面，__iter__方法就生成一个IterRange类的迭代器对象。

1. class IterRange():
2.     def __init__(self, num):
3.         self.num = num
4.         self.counter = -1
6.     def __iter__(self):
7.         return self
9.     def __next__(self):
10.         self.counter += 1
11.         if self.counter == self.num:
12.             raise StopIteration()
13.         return self.counter
16. class MyRange():
17.     def __init__(self, num):
18.         self.num = num
20.     def __iter__(self):
21.         return IterRange(self.num)
24. v1 = MyRange(20)
25. for i in v1:
26.     print(i)

复制代码

输出就是把0到19打印出来。

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