完全理解 Python 迭代对象、迭代器、生成器

本文源自RQ作者的一篇博文，原文是Iterables vs. Iterators vs. Generators，俺写的这篇文章是按照自己的理解做的参考翻译，算不上是原文的中译版本，推荐阅读原文，谢谢网友指正。
在了解Python的数据结构时，容器(container)、可迭代对象(iterable)、迭代器(iterator)、生成器(generator)、列表/集合/字典推导式(list,set,dict comprehension)众多概念参杂在一起，难免让初学者一头雾水，我将用一篇文章试图将这些概念以及它们之间的关系捋清楚。

relations

容器(container)

容器是一种把多个元素组织在一起的数据结构，容器中的元素可以逐个地迭代获取，可以用in, not in关键字判断元素是否包含在容器中。通常这类数据结构把所有的元素存储在内存中（也有一些特例，并不是所有的元素都放在内存，比如迭代器和生成器对象）在Python中，常见的容器对象有：

list, deque, ….
set, frozensets, ….
dict, defaultdict, OrderedDict, Counter, ….
tuple, namedtuple, …
str
容器比较容易理解，因为你就可以把它看作是一个盒子、一栋房子、一个柜子，里面可以塞任何东西。从技术角度来说，当它可以用来询问某个元素是否包含在其中时，那么这个对象就可以认为是一个容器，比如 list，set，tuples都是容器对象：

Python

assert 1 in [1, 2, 3] # lists
assert 4 not in [1, 2, 3]
assert 1 in {1, 2, 3} # sets
assert 4 not in {1, 2, 3}
assert 1 in (1, 2, 3) # tuples
assert 4 not in (1, 2, 3)
1
2
3
4
5
6
assert 1 in [1, 2, 3] # lists
assert 4 not in [1, 2, 3]
assert 1 in {1, 2, 3} # sets
assert 4 not in {1, 2, 3}
assert 1 in (1, 2, 3) # tuples
assert 4 not in (1, 2, 3)
询问某元素是否在dict中用dict的中key：

Python

d = {1: ‘foo’, 2: ‘bar’, 3: ‘qux’}
assert 1 in d
assert ‘foo’ not in d # ‘foo’ 不是dict中的元素
1
2
3
d = {1: ‘foo’, 2: ‘bar’, 3: ‘qux’}
assert 1 in d
assert ‘foo’ not in d # ‘foo’ 不是dict中的元素
询问某substring是否在string中：

Python

s = ‘foobar’
assert ‘b’ in s
assert ‘x’ not in s
assert ‘foo’ in s
1
2
3
4
s = ‘foobar’
assert ‘b’ in s
assert ‘x’ not in s
assert ‘foo’ in s
尽管绝大多数容器都提供了某种方式来获取其中的每一个元素，但这并不是容器本身提供的能力，而是可迭代对象赋予了容器这种能力，当然并不是所有的容器都是可迭代的，比如：Bloom filter，虽然Bloom filter可以用来检测某个元素是否包含在容器中，但是并不能从容器中获取其中的每一个值，因为Bloom filter压根就没把元素存储在容器中，而是通过一个散列函数映射成一个值保存在数组中。

可迭代对象(iterable)

刚才说过，很多容器都是可迭代对象，此外还有更多的对象同样也是可迭代对象，比如处于打开状态的files，sockets等等。但凡是可以返回一个迭代器的对象都可称之为可迭代对象，听起来可能有点困惑，没关系，先看一个例子：

Python

x = [1, 2, 3]
y = iter(x)
z = iter(x)
next(y)
1
next(y)
2
next(z)
1
type(x)