什么是迭代

Wiki定義：是重復(fù)反饋過程的活動(dòng)阔涉，其目的是為了接近并到達(dá)所需的目標(biāo)或結(jié)果。

在程序中捷绒，迭代是一種遍歷集合元素的方式瑰排，我們可以通過索引值遞增來遍歷集合元素，而迭代是遍歷集合元素另一種方式暖侨。

下面是使用索引來進(jìn)行遍歷集合元素的方式：

val = [1,2,3,4,5]
for i in range(len(val)):
    retVal = val[i]

這種方式在C++中很常見椭住，在Python中我們可以用更簡(jiǎn)潔的語法來進(jìn)行遍歷，也就是迭代字逗。

三個(gè)關(guān)鍵字

說到迭代京郑，在Python里就會(huì)提到下面三個(gè)關(guān)鍵詞：

• Iterable(可迭代)
• iterator(迭代器)
• generator(生成器)

這三個(gè)關(guān)鍵字宅广，可能從一開始的某段代碼你就接觸到了，只是你沒有發(fā)覺些举，代碼是這樣的跟狱。

val = [1,2,3,4,5]
for i in val:
    print i

上面這個(gè)for...in，就是Python中迭代器的語法糖户魏。好了驶臊，現(xiàn)在你可能開始在想這個(gè)for做了什么事了，先把這個(gè)疑問放在心里叼丑，我們先一步步來解析上面的幾個(gè)關(guān)鍵字关翎。

Iterable 可迭代

先來看個(gè)反面教材，如果我們用for...in語法糖去遍歷一個(gè)int會(huì)怎樣幢码？笤休？？

intVal = 1024
for _ in intVal:
    pass

>>>TypeError: 'int' object is not iterable

從上面的錯(cuò)誤可以看到症副，整數(shù)類型的對(duì)象不是可迭代的店雅，也就是說for..in只適用于iterable對(duì)象，那么什么類型的對(duì)象才是iterable(可迭代)呢贞铣。

在Python中闹啦，實(shí)現(xiàn)了_iter_函數(shù)的類型都是可迭代的，例如list辕坝，tuple窍奋，dict等

可以用dir函數(shù)查看一下是否存在協(xié)議函數(shù)__iter__

print '__iter__' in dir(dict)
print '__iter__' in dir(list)
print '__iter__' in dir(tuple)

>>>True                                                                                                                                                                                                                                   
>>>True                                                                                                                                                                                                                                   
>>>True 

通過上面的方式我們可以判斷一個(gè)對(duì)象是不是可迭代的，當(dāng)然我們還有另外一種更接地氣的方法酱畅。

l = [1]
from collections import Iterable
print isinstance(l, Iterable)  #注意這里只能用實(shí)例進(jìn)行判斷琳袄，而不能用list判斷

iterator 迭代器

對(duì)于一個(gè)可迭代的對(duì)象，我們需要借助迭代器來對(duì)其進(jìn)行迭代纺酸，那么我們?cè)趺床拍艿玫揭粋€(gè)迭代器呢窖逗？

iter()方法

通過使用iter方法，我們可以得到一個(gè)迭代器餐蔬，記住碎紊，要傳入一個(gè)可迭代對(duì)象做為參數(shù)：

l = [1]
o = iter(l)
print type(o)
>>><type 'listiterator'>

從上面的代碼可以看到，我們通過將一個(gè)可迭代對(duì)象傳給iter方法得到了一個(gè)迭代器樊诺，那么有了這個(gè)迭代器之后仗考，我們應(yīng)該怎么迭代呢？

next()方法

調(diào)用迭代器的next方法可以對(duì)元素進(jìn)行遍歷词爬，但是next方法是不能無限使用的：

l = [1, 2, 3]
o = iter(l)
print o.next()
print o.next()
print o.next()
print o.next()

>>>1                                                                                                                                                                                                                                      
>>>2                                                                                                                                                                                                                                      
>>>3                                                                                                                                                                                                                                      
>>>Traceback (most recent call last):                                                                                                                                                                                                     
  File "e:\Microsoft VS Code\TestFiles\test.py", line 63, in <module>                                                                                                                                                                  
    print o.next()                                                                                                                                                                                                                     
StopIteration  

通過next方法我們可以一個(gè)個(gè)的遍歷可迭代對(duì)象中的元素秃嗜，當(dāng)遍歷結(jié)束的時(shí)候，會(huì)引發(fā)異常StopIteration。

迭代器類

除了以上的方法痪寻，我們還可以構(gòu)造一個(gè)類來進(jìn)行迭代螺句，這個(gè)類需要實(shí)現(xiàn)next和__iter__方法，下面構(gòu)造了一個(gè)斐波那契數(shù)列：

class FabIteratorClass(object):
    def __init__(self, max):
        self.m_Max = max
        self.m_Idx = 0
        self.m_a = 0
        self.m_b = 1

    def __iter__(self):
        return self

    def next(self):
        if self.m_Idx < self.m_Max:
            ret = self.m_b
            self.m_a, self.m_b = self.m_b, self.m_a + self.m_b
            self.m_Idx += 1
            return ret
        raise StopIteration()

for val in FabIteratorClass(3):
    print val

>>>1
>>>1
>>>2

所以橡类，作為一個(gè)迭代器蛇尚，他的特征如下：

• 擁有__iter__方法，或者由iter方法返回
• 擁有next方法
• 會(huì)產(chǎn)生StopIteration異常

生成器

說到生成器顾画，那么一定會(huì)說到一個(gè)關(guān)鍵字yield取劫，只要一個(gè)函數(shù)里出現(xiàn)了這個(gè)關(guān)鍵字，我們就把這個(gè)函數(shù)稱為生成器研侣，生成器是一種內(nèi)存友好的函數(shù)谱邪，例如平時(shí)用到的xrange函數(shù)，就是一個(gè)生成器庶诡，生成器不會(huì)把所有值預(yù)先生成惦银，而是在需要時(shí)才生成，是一種Lazy Evaluation的做法末誓。生成器也是迭代器的一種扯俱！

同樣是斐波那契數(shù)列，我們用生成器處理一下：

def fab(max):
    idx = 0
    a = 0
    b = 1
    while idx < max:
        ret = b
        a, b = b, a + b
        idx += 1
        yield ret

c = fab(5)
print type(c)
for val in c:
    print val
>>><type 'generator'> 
>>>1                                                                                                                                                                                                                                      
>>>1                                                                                                                                                                                                                                      
>>>2                                                                                                                                                                                                                                      
>>>3                                                                                                                                                                                                                                      
>>>5 

總結(jié)：

• 三者的繼承關(guān)系是這樣：generator--->Iterator--->Iterable
• 迭代器類型需要實(shí)現(xiàn)__iter__和next方法喇澡，生成器是一種特殊的迭代器迅栅，內(nèi)部支持了生成器協(xié)議，不需要明確定義iter()和next()方法
• 迭代器一定是可迭代對(duì)象晴玖，但是可迭代對(duì)象不一定是迭代器