迭代器

迭代是 Python 最强大的功能之一，是访问集合元素的一种方式

迭代器是一个可以记住遍历的位置的对象

迭代器对象从集合的第一个元素开始访问，直到所有的元素被访问完结束。迭代器只能往前不会后退。

迭代器有两个基本的方法：iter() 和 next()

字符串，列表或元组对象都可用于创建迭代器

my_list = [1, 2, 3, 4]
it = iter(my_list) # 创建迭代器对象
print(next(it))    # 输出迭代器的下一个元素
# 1
print(next(it))
# 2

迭代器对象可以使用常规 for 语句进行遍历

my_list = [1, 2, 3, 4]
it = iter(my_list) # # 创建迭代器对象
for x in it:
    print(x)
    # 1
    # 2
    # 3
    # 4

也可以使用 next() 函数

import sys         # 引入 sys 模块

my_list = [1, 2, 3, 4]

it = iter(my_list) # # 创建迭代器对象
while True:
    try:
        print (next(it))
    except StopIteration:
        sys.exit()
        # 1
        # 2
        # 3
        # 4

创建迭代器

把一个类作为一个迭代器使用需要在类中实现两个方法 __iter__() 与 __next__()

如果你已经了解的面向对象编程，就知道类都有一个构造函数，Python 的构造函数为 __init__(), 它会在对象初始化的时候执行

__iter__() 方法返回一个特殊的迭代器对象， 这个迭代器对象实现了 __next__() 方法并通过 StopIteration 异常标识迭代的完成

__next__() 方法（Python 2 里是 next()）会返回下一个迭代器对象

创建一个返回数字的迭代器，初始值为 1，逐步递增 1

class MyNumbers:
  def __iter__(self):
    self.a = 1
    return self
 
  def __next__(self):
    x = self.a
    self.a += 1
    return x
 
myclass = MyNumbers()
myiter = iter(myclass)
 
print(next(myiter)) # 1
print(next(myiter)) # 2
print(next(myiter)) # 3
print(next(myiter)) # 4
print(next(myiter)) # 5

StopIteration

StopIteration 异常用于标识迭代的完成，防止出现无限循环的情况，在 __next__() 方法中我们可以设置在完成指定循环次数后触发 StopIteration 异常来结束迭代

在 20 次迭代后停止执行

class MyNumbers:
  def __iter__(self):
    self.a = 1
    return self
 
  def __next__(self):
    if self.a <= 20:
      x = self.a
      self.a += 1
      return x
    else:
      raise StopIteration
 
myclass = MyNumbers()
myiter = iter(myclass)
 
for x in myiter:
  print(x)

生成器

在 Python 中，使用了 yield 的函数被称为生成器（generator）

跟普通函数不同的是，生成器是一个返回迭代器的函数，只能用于迭代操作，更简单点理解生成器就是一个迭代器

在调用生成器运行的过程中，每次遇到 yield 时函数会暂停并保存当前所有的运行信息，返回 yield 的值, 并在下一次执行 next() 方法时从当前位置继续运行

调用一个生成器函数，返回的是一个迭代器对象

以下实例使用 yield 实现斐波那契数列：

import sys
 
def fibonacci(n): # 生成器函数 - 斐波那契
    a, b, counter = 0, 1, 0
    while True:
        if (counter > n): 
            return
        yield a
        a, b = b, a + b
        counter += 1
f = fibonacci(10) # f 是一个迭代器，由生成器返回生成
 
while True:
    try:
        print (next(f), end=" ")
    except StopIteration:
        sys.exit()
# 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55