生成器generator與迭代器iterator

本文摘錄自廖雪峯python教程 ,作爲學習筆記之用。如有侵權,請聯繫刪除。

生成器

通過列表生成式,我們可以直接創建一個列表。但是,受到內存限制,列表容量肯定是有限的。而且,創建一個包含100萬個元素的列表,不僅佔用很大的存儲空間,如果我們僅僅需要訪問前面幾個元素,那後面絕大多數元素佔用的空間都白白浪費了。

所以,如果列表元素可以按照某種算法推算出來,那我們是否可以在循環的過程中不斷推算出後續的元素呢?這樣就不必創建完整的list,從而節省大量的空間。在Python中,這種一邊循環一邊計算的機制,稱爲生成器:generator。

要創建一個generator,有很多種方法。第一種方法很簡單,只要把一個列表生成式的[]改成(),就創建了一個generator。

generator保存的是算法,每次調用next(g),就計算出g的下一個元素的值,直到計算到最後一個元素,沒有更多的元素時,拋出StopIteration的錯誤。

定義generator的另一種方法。如果一個函數定義中包含yield關鍵字,那麼這個函數就不再是一個普通函數,而是一個generator。

迭代器

可以直接作用於for循環的數據類型有以下幾種:

一類是集合數據類型,如list、tuple、dict、set、str等;

一類是generator,包括生成器和帶yield的generator function。

這些可以直接作用於for循環的對象統稱爲可迭代對象:Iterable

可以使用isinstance()判斷一個對象是否是Iterable對象.

而生成器不但可以作用於for循環,還可以被next()函數不斷調用並返回下一個值,直到最後拋出StopIteration錯誤表示無法繼續返回下一個值了。

可以被next()函數調用並不斷返回下一個值的對象稱爲迭代器:Iterator。表示一個惰性計算的序列。

可以使用isinstance()判斷一個對象是否是Iterator對象。

生成器都是Iterator對象,但list、dict、str雖然是Iterable,卻不是Iterator。

把list、dict、str等Iterable變成Iterator可以使用iter()函數。

爲什麼list、dict、str等數據類型不是Iterator?

這是因爲Python的Iterator對象表示的是一個數據流,Iterator對象可以被next()函數調用並不斷返回下一個數據,直到沒有數據時拋出StopIteration錯誤。可以把這個數據流看做是一個有序序列,但我們卻不能提前知道序列的長度,只能不斷通過next()函數實現按需計算下一個數據,所以Iterator的計算是惰性的,只有在需要返回下一個數據時它纔會計算。

Iterator甚至可以表示一個無限大的數據流,例如全體自然數。而使用list是永遠不可能存儲全體自然數的。

可以通過iter()函數將Iterable類型轉化爲一個Iterator類型。

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