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弄懂這5個問題，拿下Python迭代器！

本篇專題寫作思路，由幾個問題，逐步討論迭代器存在的價值、使用的方法、以及如何轉(zhuǎn)化為自身武器并真正用到日常Python中。

第一個問題：什么是迭代器?

迭代器，英文 Iterator，它首先是個對象，其次它是訪問可迭代序列(Iterable)的一種方式。通常其從序列的第一個元素開始訪問，直到所有的元素都被訪問才結(jié)束。

迭代器又是一個特殊的對象，特殊在于它必須實現(xiàn)兩個方法：__iter__和__next__.

第二個問題：為什么要有迭代器?

迭代器存在的一個最重要價值：節(jié)省內(nèi)存，這在小數(shù)據(jù)量時無足輕重。

但是，當數(shù)據(jù)量大或者對程序要求性能高時，它的價值凸顯。

第三個問題：迭代器怎么節(jié)省內(nèi)存了?

只知道使用迭代器能節(jié)省內(nèi)存，但卻不知道怎么使用才能節(jié)省內(nèi)存，下面就來回答這個問題。

首先創(chuàng)建一個list：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. In [1]: a=[1,3,5,9,10]
    2.

其次，列表內(nèi)每個元素+1，創(chuàng)建一個新列表

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. In [2]: a1 = [i+1 for i in a]  
    2.

依次打印a1中每個元素：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. In [8]: for i in a1: 
    2. 
  
  
  
  
  2.    ...:     print(i) 
    3.

上面操作等價于：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. a1 = []
    2. 
  
  
  
  
  2. for i in a:
    3. 
  
  
  
  
  3.   a1.append(i+1)
    4. 
  
  
  
  
  4. for i in a1:
    5. 
  
  
  
  
  5.   print(i)
    6.

空間復(fù)雜度為 O(n)，n為列表a內(nèi)元素個數(shù)。

但是，使用迭代器實現(xiàn)上面的元素+1并打印的空間復(fù)雜度是多少呢?

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. ait = (i+1 for i in a) # 得到生成器，也是一種特殊的迭代器
    2. 
  
  
  
  
  2. for i in ait:
    3. 
  
  
  
  
  3.   print(i)
    4.

上面操作等價于：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. for i in a:
    2. 
  
  
  
  
  2.   print(i+1)
    3.

不需要額外空間，所以使用迭代器加1并打印的空間復(fù)雜度為O(1).

結(jié)論：迭代器更加節(jié)省空間!

第四個問題：如何自定義一個迭代器?

上面說過，迭代器對象必須要實現(xiàn)兩個方法，為了更加具體，我們演示如何自定義一個迭代器。

自定義一個迭代器，實現(xiàn)斐波那契數(shù)列：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. #斐波那契數(shù)列
    2. 
  
  
  
  
  2. class Fabs():
    3. 
  
  
  
  
  3.     def __init__(self,max):
    4. 
  
  
  
  
  4.         self.max=max
    5. 
  
  
  
  
  5.         self.n,self.a,self.b=0,0,1
    6. 
  
  
  
  
  6.     
    7. 
  
  
  
  
  7.     #定義__iter__方法
    8. 
  
  
  
  
  8.     def __iter__(self):
    9. 
  
  
  
  
  9.         return self
    10. 
  
  
  
  
  10.         
    11. 
  
  
  
  
  11.     #定義__next__方法
    12. 
  
  
  
  
  12.     def __next__(self):
    13. 
  
  
  
  
  13.         if self.n
  
  
  
  
  14.             tmp=self.b
    15. 
  
  
  
  
  15.             self.a,selfself.b=self.b,self.a+self.b
    16. 
  
  
  
  
  16.             self.n+=1
    17. 
  
  
  
  
  17.             return tmp
    18. 
  
  
  
  
  18.         raise StopIteration
    19.

使用這個迭代器，打印斐波那契數(shù)列前10項：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. In [13]: for item in Fabs(10): 
    2. 
  
  
  
  
  2.     ...:     print(item,end=' ')                                                                    
    3. 
  
  
  
  
  3. 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 
    4.

第五個問題：迭代器使用有哪些注意事項?

迭代器只能前進不能回退!

也就是說一旦迭代結(jié)束，要想再使用此迭代器對象從頭開始遍歷元素，將是不可行的!

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. In [14]: a=iter([1,4,5]) 
    2. 
  
  
  
  
  2. 
  
  
  
  
  3. In [16]: next(a)                                                                
    4. 
  
  
  
  
  4. Out[16]: 1
    5. 
  
  
  
  
  5. 
  
  
  
  
  6. In [17]: next(a)                                                                
    7. 
  
  
  
  
  7. Out[17]: 4
    8. 
  
  
  
  
  8. 
  
  
  
  
  9. In [18]: next(a)                                                                
    10. 
  
  
  
  
  10. Out[18]: 5
    11. 
  
  
  
  
  11. 
  
  
  
  
  12. # 要想再使用此迭代器對象從頭開始遍歷元素，將是不可行的！
    13. 
  
  
  
  
  13. In [19]: next(a)                                           
    14. 
  
  
  
  
  14. # 拋出異常：StopIteration: 
    15.

使用內(nèi)置函數(shù)iter，可將Iterable序列轉(zhuǎn)化為迭代器。

最后總結(jié)：

  • 第一個問題：什么是迭代器?
  • 第二個問題：為什么要有迭代器?
  • 第三個問題：迭代器怎么節(jié)省內(nèi)存了?
  • 第四個問題：如何自定義一個迭代器?
  • 第五個問題：迭代器使用有哪些注意事項?

標題名稱：弄懂這5個問題，拿下Python迭代器！
轉(zhuǎn)載源于：http://www.5511xx.com/article/cdgjohp.html