container.__iter__() 和 iterator.__next__()
迭代器就是一个有 __next__() 方法的对象。当需要下一个数据时,调用它的 __next__() 方法就可以获得。在Python2中,这个方法被命名为 next() 。但在Python3中新增加了内建的 next() 函数,就像用来调用 __iter__() 的 iter() 函数一样,next() 也是用来调用 __next__() 的。
就如上面所说,对迭代器来讲,有一个__next__()就够了。在你使用for 和 in 语句时,如果可行,程序就会自动调用即将被处理的对象的迭代器对象,然后使用它的__next__()方法,直到监测到一个StopIteration异常。以比较常用的 range() 来举例:
>>> type(range(10))>>> next(range(10))Traceback (most recent call last): File " ", line 1, in next(range(10))TypeError: 'range' object is not an iterator>>> type(iter(range(10))) >>> next(iter(range(10)))0
我们可以看到,range(10) 本身作为一个 <class 'range'> 对象是不可迭代的,但是 iter(range(10)) 或者说 range(10).__iter__() 可以,它的类(型)是<class 'range_iterator'>,它有 __next__() 方法。那么如何使用迭代器看起来就变得简单了——我们只要在类里面定义一个 __iter__() 函数,用它来返回一个带 __next__() 方法的对象就够了。其实按照官方文档的说法,迭代器对象里也应该有一个 __iter__() 方法,这个方法只需要一个语句 return self ,这是为了保证在使用 for 语句时,容器对象和迭代器对象都可以被正确调用,就像下面这样:
>>>for x in container:pass >>>for x in iter(container):pass
__iter__() 的设计非常简单,因为我们大可以把 self 返回,然后在类里面定义 __next__() 。这样定义的一个类,其自身既是容器,又是迭代器(真棒)。那么接下来的主要问题就是设计 __next__() 了。
我们使用斐波那契数列来举例:
class Feb: def __init__(self): self.pre = 1 self.num = 0 def __iter__(self): return self def __next__(self): if self.num < 10: self.pre,self.num = self.num,self.pre+self.num return self.num else:raise StopIteration
试运行如下:
>>> feb = Feb()>>> for i in feb: print(i)1 1235813>>>
嗯,还算正常。for 循环正确迭代了 Feb 实例,正确处理了 StopIteration 异常。只是有一个小Bug,我本来没想让它输出13来着…
我们可以看到这个 __next__() 实现的不很好,它看起来很麻烦。那么如何“优雅”地实现迭代器呢?当然就是用“生成器”啦!
generator.__next__() 和 generator.send() 和 generator.close()
生成器是一个特定的“函数”,当调用时它返回一个生成器对象(所以你不能在定义生成器的时候 return 任何值,但可以使用单独的一个 return ,它代表进度结束)。生成器允许你返回一个值,然后暂停代码的执行,稍后恢复,可以这样重复 n 次。实现这一“优雅”效果的关键字就是 yield
还是斐波那契数列:
def feb(): pre = num = 1 yield pre yield num while True: pre, num = num, pre+num if num<10: yield num else:return
输出如下:嗯,这次没有10以上。
>>> a = feb()>>> for i in a: print(i) 112358>>>
值得一提的是,这种协同程序是可以在 yield 值出来的时候顺便回传一个参数(或异常)的,它定义时的语法是:foo = (yield bar) 。当程序把 bar 返回出来的时候,程序挂起。这时可以通过使用 generator.send() 方法来给实例里的foo赋值。如果你不想再迭代了,还可以使用 generator.close() 方法来关闭生成器。
下面是一个从可由用户定义的整数 n 开始不断返回 n+1 的生成器:
def plus1(n=0): n = n while True: var = (yield n) if var: n = var else:n += 1
>>> a = plus1()
>>> for i in a: if i>3:break else:print(i) 0 1 2 3 >>> a.send(100) 100 >>> for i in a: if i > 103:break else:print(i) 101 102 103 >>> a.close() >>> next(a) Traceback (most recent call last): File "<pyshell#230>", line 1, in <module> next(a) StopIteration >>>