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前言
字符串、列表、元组、字典、集合都属于可迭代对象,本文将会介绍什么是可迭代对象,擦亮blingbling的大眼睛一起来看吧!
迭代器对象
迭代器是用来迭代取值的工具,迭代是一个重复的过程,但是每次重复都是基于上一次的结果继续的,单纯的重复不是迭代,如下述代码:
while True:
info = input('your name>>>')
print(info)
下述代码属于迭代过程,不仅重复循环,每次重复index都是基于上次的结果:
best_language = ['python', 'java', 'c']
index = 0
while index < len(best_language):
print(best_language[index])
index += 1
上述方法是根据索引来取值的,也可以称为迭代取值,但是对于没有索引的数据类型比如字典,如何取值呢?所以python解释器必须提供一种不依赖索引取值的方式,这种方式就是迭代器。
而要想知道什么是迭代器需要先知道什么是可迭代对象,一起来看看吧!
可迭代对象(iterable)
在前面介绍数据类型的时候说到可迭代对象是这样定义的 - 能够被for循环的对象就是可迭代对象,可迭代对象有字符串、列表、元组、字典、集合、打开的文件等,其实可迭代对象有更具体的定义方式 - 但凡内置方法中有__iter__
方法的对象就是可迭代对象。
# 文件对象属于可迭代对象
with open(r'F:\FullStack\Python_based\info') as f:
f.__iter__()
调用可迭代对象中的__iter__
方法返回的结果就是一个迭代器对象,迭代器对象也有更加具体的定义方式 - 但凡内置方法中有__iter__
和__next__
方法的对象就是迭代器对象。。
比如打开的文件本身就是一个迭代器对象,执行迭代器对象的__iter__
方法得到的仍然是迭代器对象,执行迭代器对象的__next__
方法就会得到迭代器对象中的下一个值。
执行迭代器对象的__next__
方法时,当迭代器中的值被取完就会抛出StopIteration的异常,迭代器可以理解为一只会下蛋的母鸡,假设这只母鸡一辈子只能下3个鸡蛋,那么下完这三个蛋之后,母鸡就会死翘翘~无法继续下蛋。
>>> list1 = [1, 2, 3]
>>> iterator = list1.__iter__() # 等价于 iterator = iter(list1)
>>> iterator.__next__() # 等价于 next(iterator)
1
>>> iterator.__next__()
2
>>> iterator.__next__()
3
>>> iterator.__next__()
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module> StopIteration
可以用循环实现上面重复的输出:异常处理(后面文章会详细介绍),当出现异常的时候会终止循环,不会报错。
list1 = [1, 2, 3]
iterator = list1.__iter__()
while True:
try: # try except是捕捉异常的语法
print(iterator.__next__())
except StopIteration:
break
# 再次对迭代器进行循环取值
while True:
try:
print(iterator.__next__()) # 这里是取不到值的
except StopIteration:
break
这里会产生一个问题,再次对迭代器进行循环取值的时候,已经无法取到迭代器的值了,原因就是相当于迭代器这只母鸡下完蛋之后就死掉了,再让它下蛋你觉得可能吗?如果还想要在这个迭代器中取值,解决办法只能再造一个迭代器。
迭代器的优缺点
优点:
1.为序列和非序列数据类型提供了一种统一的迭代取值方式
2.迭代器对象表示的是一个数据流,可以只在需要时才去调用next来计算出一个值,就迭代器本身来说,同一时刻在内存中只有一个值,因而可以存放无限大的数据流,而对于其他容器类型,如列表,需要把所有的元素都存放于内存中,受内存大小的限制,可以存放的值的个数是有限的。
缺点:
1.只能取下一个值,不能回到开始,更像是‘一次性的’,迭代器产生后的唯一目标就是重复执行next方法直到值取尽,否则就会停留在某个位置,等待下一次调用next;
2.若是要再次迭代同个对象,你只能重新调用__iter__
方法去创建一个新的迭代器对象,如果有两个或者多个循环使用同一个迭代器,必然只会有一个循环能取到值。
for循环原理
for循环的对象一定是可迭代对象,因此for循环也被称为迭代器循环,for循环的原理就是基于迭代器的。
首先,将for循环将可迭代对象通过调用__iter___
方法转换成迭代器对象;
然后,调用迭代器对象的内置方法__next__
获取迭代器中的下一个值;
最后,循环上一步,直到迭代器的值取尽后捕捉异常,终止循环。
list1 = [1, 2, 3]
iterator = list1.__iter__()
while True:
try:
print(iterator.__next__())
except StopIteration:
break
生成器 & yield
函数用return关键字来返回值,将函数体代码中的return关键字替换成yield关键字,再调用函数,不会执行函数体代码,得到的返回值就是一个生成器对象。
得到的生成器(generator)对象有内置方法__iter__
和__next__
,因此生成器本身就是自定义的迭代器。
# 自定义一个可以产生很多数字的生成器,就像range一样
def my_range(start, stop, step=1):
while start < stop:
yield start
start += step
res = my_range(1,10,2)
print(res) # <generator object my_range at 0x0000023D283A10B0>
print(res.__iter__()) # <generator object my_range at 0x0000023D283A10B0>
print(res.__next__()) # 1
既然生成器属于迭代器,那么一定可以使用for循环对生成器进行迭代取值:
for i in my_range(1, 10, 2):
print(i)
将函数体代码中的return关键字替换成yield关键字,就有了自定义迭代器的实现方式,yield不同于return,函数一旦遇到return就结束了,但是yield可以保存函数的运行状态,用来返回多次值。
三元表达式
需要补充一个知识点 - 三元表达式,它是对分支结构的一种简化,举例如下:
def func(x,y):
if x > y:
return x
else:
return y
res = func(1,2)
print(res)
上述代码中的分支结构就可以使用三元表达式进行简化,三元表达式的语法结构如下:
res = 条件成立返回的值 if 条件 else 条件不成立返回的值
三元表达式是python提供的一种简化代码的方案。因此上述代码可以简化为:
def func(x, y):
res = x if x > y else y
return res
生成式
生成式和三元表达式一样是python提供的一种简化代码的方案,可以用来快速生成列表、字典、生成器,生成式有下面几种:
列表生成式
列表生成式可以快速生成一个列表,语法如下:
list1 = [i for i in iterable if condition] # if语句可有可无,根据实际场景
相当于:
list1 = []
for i in iterable:
if condition:
list1.append(i)
比如针对下面的需求,可以使用列表生成式一行解决:
# 将下述列表中的元素全部变成大写
l = ['python', 'java', 'go']
# 方式一:
new_list = []
for i in l:
new_list.append(i.upper())
# 方式二:使用列表生成式可以一行解决
new_list = [i.upper() for i in l]
print(new_list) # ['PYTHON', 'JAVA', 'GO']
字典生成式
字典生成式可以快速初始化一个字典:
key = {'1','2','3'}
dic = {i:None for i in key}
print(dic)
# 结果如下
{'3': None, '2': None, '1': None}
生成器生成式
创建一个生成器可以使用带有yield关键字的函数,另一种就是使用生成器生成式,生成器生成式与列表生成式的语法格式相同,只需要将[]替换成().
注意,对比列表生成式返回的是一个列表,生成器表达式返回的是一个生成器对象。优点自然是节省内存,一次只产生一个值存在内存中。
>>> [i for i in range(4)]
[0, 1, 2, 3]
>>> (i for i in range(4))
<generator object <genexpr> at 0x0000026E4194BD60>