轉(zhuǎn)載自：深入講解Python中的迭代器和生成器

在Python中急膀，很多對(duì)象都是可以通過for語句來直接遍歷的，例如list龄捡、string卓嫂、dict等等，這些對(duì)象都可以被稱為可迭代對(duì)象聘殖。至于說哪些對(duì)象是可以被迭代訪問的晨雳，就要了解一下迭代器相關(guān)的知識(shí)了。

迭代器

一個(gè)對(duì)象存在迭代器對(duì)象奸腺，即要求這個(gè)對(duì)象是支持迭代器協(xié)議的對(duì)象餐禁，在Python中，支持迭代器協(xié)議就是實(shí)現(xiàn)對(duì)象的__iter__()和next()方法洋机。其中__iter__()方法返回迭代器對(duì)象本身坠宴；next()方法返回容器的下一個(gè)元素，在結(jié)尾時(shí)引發(fā)StopIteration異常绷旗。

__iter__()和next()方法

這兩個(gè)方法是迭代器最基本的方法喜鼓，一個(gè)用來獲得迭代器對(duì)象，一個(gè)用來獲取容器中的下一個(gè)元素衔肢。
對(duì)于可迭代對(duì)象庄岖，可以使用內(nèi)建函數(shù)iter()來獲取它的迭代器對(duì)象：
（注意可迭代對(duì)象和迭代器對(duì)象的區(qū)別,可迭代對(duì)象比如list等，通過iter（list）獲得它的迭代器對(duì)象角骤，可迭代對(duì)象可以重復(fù)遍歷隅忿，迭代器對(duì)象由于next（）方法的存在，不可重復(fù)遍歷）

iter（）方法

iter()方法返回迭代器對(duì)象。如果本身是迭代器對(duì)象励饵，則iter()方法直接返回這個(gè)迭代器對(duì)象驳癌。反之，如果傳給iter函數(shù)的不是迭代器對(duì)象役听，則iter（）函數(shù)每次都會(huì)返回新的迭代器對(duì)象颓鲜。如：

所以，想判斷某個(gè)值是迭代器還是非迭代器禾嫉，可以用該值為參數(shù)灾杰，兩次調(diào)用iter函數(shù)，若結(jié)果相同則是迭代器熙参。

自定義迭代器

了解了迭代器協(xié)議之后艳吠，就可以自定義迭代器了。
下面例子中實(shí)現(xiàn)了一個(gè)MyRange的類型孽椰，這個(gè)類型中實(shí)現(xiàn)了__iter__()方法昭娩，通過這個(gè)方法返回對(duì)象本身作為迭代器對(duì)象；同時(shí)黍匾，實(shí)現(xiàn)了next()方法用來獲取容器中的下一個(gè)元素栏渺，當(dāng)沒有可訪問元素后，就拋出StopIteration異常锐涯。

class MyRange(object):
 def __init__(self, n):
  self.idx = 0
  self.n = n

 def __iter__(self):
  return self

 def next(self):
  if self.idx < self.n:
   val = self.idx
   self.idx += 1
   return val
  else:
   raise StopIteration()

這個(gè)自定義類型跟內(nèi)建函數(shù)xrange很類似磕诊，看一下運(yùn)行結(jié)果：

myRange = MyRange(3)
for i in myRange:
 print i

迭代器對(duì)象和可迭代對(duì)象

在上面的例子中，myRange這個(gè)對(duì)象就是一個(gè)可迭代對(duì)象纹腌，同時(shí)它本身也是一個(gè)迭代器對(duì)象霎终。
看下面的代碼，對(duì)于一個(gè)可迭代對(duì)象升薯，如果它本身又是一個(gè)迭代器對(duì)象(同時(shí)實(shí)現(xiàn)了__iter__和next（）方法）莱褒，就會(huì)有下面的 問題，就沒有辦法支持多次迭代涎劈。

class Zrange:
 def __init__(self, n):
  self.n = n

 def __iter__(self):
  return ZrangeIterator(self.n)

class ZrangeIterator:
 def __init__(self, n):
  self.i = 0
  self.n = n

 def __iter__(self):
  return self

 def next(self):
  if self.i < self.n:
   i = self.i
   self.i += 1
   return i
  else:
   raise StopIteration() 

zrange = Zrange(3)
print zrange is iter(zrange)   

print [i for i in zrange]
print [i for i in zrange]

代碼的運(yùn)行結(jié)果為：

其實(shí)，通過下面代碼可以看出蹦浦，list類型也是按照上面的方式扭吁，list本身是一個(gè)可迭代對(duì)象，通過iter()方法可以獲得list的迭代器對(duì)象：

生成器

在Python中，使用生成器可以很方便的支持迭代器協(xié)議智末。生成器通過生成器函數(shù)產(chǎn)生，生成器函數(shù)可以通過常規(guī)的def語句來定義徒河，但是不用return返回系馆，而是用yield一次返回一個(gè)結(jié)果，在每個(gè)結(jié)果之間掛起和繼續(xù)它們的狀態(tài)顽照，來自動(dòng)實(shí)現(xiàn)迭代協(xié)議由蘑。
也就是說，yield是一個(gè)語法糖代兵，內(nèi)部實(shí)現(xiàn)支持了迭代器協(xié)議尼酿，同時(shí)yield內(nèi)部是一個(gè)狀態(tài)機(jī)，維護(hù)著掛起和繼續(xù)的狀態(tài)植影。
下面看看生成器的使用：

生成器執(zhí)行流程

下面就仔細(xì)看看生成器是怎么工作的。
從上面的例子也可以看到黎做，生成器函數(shù)跟普通的函數(shù)是有很大差別的叉跛。
結(jié)合上面的例子我們加入一些打印信息，進(jìn)一步看看生成器的執(zhí)行流程：

通過結(jié)果可以看到：
當(dāng)調(diào)用生成器函數(shù)的時(shí)候蒸殿，函數(shù)只是返回了一個(gè)生成器對(duì)象筷厘，并沒有 執(zhí)行。
當(dāng)next()方法第一次被調(diào)用的時(shí)候宏所，生成器函數(shù)才開始執(zhí)行酥艳，執(zhí)行到y(tǒng)ield語句處停止
next()方法的返回值就是yield語句處的參數(shù)（yielded value）
當(dāng)繼續(xù)調(diào)用next()方法的時(shí)候，函數(shù)將接著上一次停止的yield語句處繼續(xù)執(zhí)行爬骤，并到下一個(gè)yield處停止充石；如果后面沒有yield就拋出StopIteration異常。

生成器表達(dá)式

在開始介紹生成器表達(dá)式之前霞玄，先看看我們比較熟悉的列表解析( List comprehensions)骤铃，列表解析一般都是下面的形式拉岁。

[expr for iter_var in iterable if cond_expr]

迭代iterable里所有內(nèi)容，每一次迭代后惰爬，把iterable里滿足cond_expr條件的內(nèi)容放到iter_var中喊暖，再在表達(dá)式expr中應(yīng)該iter_var的內(nèi)容，最后用表達(dá)式的計(jì)算值生成一個(gè)列表撕瞧。

生成器表達(dá)式是在python2.4中引入的陵叽，當(dāng)序列過長(zhǎng)， 而每次只需要獲取一個(gè)元素時(shí)丛版，應(yīng)當(dāng)考慮使用生成器表達(dá)式而不是列表解析巩掺。生成器表達(dá)式的語法和列表解析一樣，只不過生成器表達(dá)式是被()括起來的页畦，而不是[]胖替，如下:

(expr for iter_var in iterable if cond_expr)

生成器表達(dá)式并不是創(chuàng)建一個(gè)列表， 而是返回一個(gè)生成器寇漫，這個(gè)生成器在每次計(jì)算出一個(gè)條目后刊殉，把這個(gè)條目”產(chǎn)生”（yield）出來。 生成器表達(dá)式使用了”惰性計(jì)算”（lazy evaluation）州胳，只有在檢索時(shí)才被賦值（evaluated）记焊，所以在列表比較長(zhǎng)的情況下使用內(nèi)存上更有效。
一個(gè)例子：

從這個(gè)例子中可以看到栓撞，生成器表達(dá)式產(chǎn)生的生成器遍膜，它自身是一個(gè)可迭代對(duì)象，同時(shí)也是迭代器本身瓤湘。

總結(jié)：

本文介紹了Python迭代器和生成器的相關(guān)內(nèi)容瓢颅。
1. 通過實(shí)現(xiàn)迭代器協(xié)議對(duì)應(yīng)的__iter__()和next()方法，可以自定義迭代器類型弛说。對(duì)于可迭代對(duì)象挽懦，for語句可以通過iter()方法獲取迭代器，并且通過next()方法獲得容器的下一個(gè)元素木人。
2. 像列表這種序列類型的對(duì)象信柿，可迭代對(duì)象和迭代器對(duì)象是相互獨(dú)立存在的，在迭代的過程中各個(gè)迭代器相互獨(dú)立醒第；但是渔嚷，有的可迭代對(duì)象本身又是迭代器對(duì)象，那么迭代器就沒法獨(dú)立使用稠曼。
3. itertools模塊提供了一系列迭代器形病，能夠幫助用戶輕松地使用排列、組合、笛卡爾積或其他組合結(jié)構(gòu)漠吻。
4. 生成器是一種特殊的迭代器量瓜，內(nèi)部支持了生成器協(xié)議，不需要明確定義__iter__()和next()方法途乃。
5. 生成器通過生成器函數(shù)產(chǎn)生榔至，生成器函數(shù)可以通過常規(guī)的def語句來定義，但是不用return返回欺劳，而是用yield一次返回一個(gè)結(jié)果。