深入浅出 Python Iterators 迭代器

原文

iterator protocol

iterator object必须实现两个method：
__iter()__ 和 __next()__

注意： Python 3 中使用__iter__()和__next__()；Python 2 中使用__iter__()和next()

iterable

iterable是个名词
list, tuple, dict都是iterable
可以用for x in yyy形式的yyy都是一个iterable

iterator、 iter()、 next()

如果一个对象yyy是iterable，那么可以用a = iter(yyy)获得一个iterator a

也可以用yyy.__iter__()

再用next(a)手动进行一次迭代/iterate

也可以用a.__next__()

当一个iterator已经迭代到头了，下一次next()会报StopIteration错误
下面是一个例子

# define a listmy_list = [4, 7, 0, 3]# get an iterator using iter()my_iter = iter(my_list)## iterate through it using next() #prints 4print(next(my_iter))#prints 7print(next(my_iter))## next(obj) is same as obj.__next__()#prints 0print(my_iter.__next__())#prints 3print(my_iter.__next__())## This will raise error, no items leftnext(my_iter)

for loop的实现原理

for element in iterable:    # do something with element

对应的实现代码是：

# create an iterator object from that iterableiter_obj = iter(iterable)# infinite loopwhile True:    try:        # get the next item        element = next(iter_obj)        # do something with element    except StopIteration:        # if StopIteration is raised, break from loop        break

构建自己的Iterator

对于一个类，只要实现__iter__()和__next__()方法即成为一个iterator
__iter__() method返回iterator对象本身，同时也可以做一些初始化工作
__next__() method返回一系列迭代值，最后通过raise StopIteration错误来结束迭代
下面的例子每次迭代返回一个2幂次方，幂指数从0一直到用户给定的值

class PowTwo:    """Class to implement an iterator    of powers of two"""    def __init__(self, max = 0):        self.max = max    def __iter__(self):        self.n = 0        return self    def __next__(self):        if self.n <= self.max:            result = 2 ** self.n            self.n += 1            return result        else:            raise StopIteration

那么运行结果为：

>>> for i in PowTwo(5):...     print(i)...     12481632

Infinite Iterators

迭代器可以是无限迭代的，例如依次返回所有的奇数。
不过使用时必须谨慎处理，加上适当的终止条件。
Python built-in 函数iter()可以有两个参数
一参是一个callable object (如function)
二参是一个sentinel value (终止条件/ terminating condition)。
迭代器会调用这个function直到返回值等于sentinel value。
例如，

>>> int()0>>> inf = iter(int,1)>>> next(inf)0>>> next(inf)0

iter(int, 1)返回了一个迭代器，这个迭代器遇到1时终止迭代。

注意：遇到1直接raise StopIteration，而不是下次迭代raise StopIteration

int()（int的构造函数）永远都返回0
因此这个迭永远不会停止，即成为一个infinite iterator.