ython進階06 迴圈對象

這一講的主要目的是為了大家在讀Python程式的時候對迴圈對象有一個基本概念。

迴圈對象的並不是隨著Python的誕生就存在的，但它的發展迅速，特別是Python 3x的時代，迴圈對象正在成為迴圈的標準形式。

什麼是迴圈對象

迴圈對象是這樣一個對象，它包含有一個next()方法(__next__()方法，在python 3x中)， 這個方法的目的是進行到下一個結果，而在結束一系列結果之後，舉出StopIteration錯誤。

當一個迴圈結構（比如for）調用迴圈對象時，它就會每次迴圈的時候調用next()方法，直到StopIteration出現，for迴圈接收到，就知道迴圈已經結束，停止調用next()。

假設我們有一個test.txt的文件:

1234
abcd
efg

我們運行一下python命令行：

>>>f = open('test.txt')

>>>f.next()

>>>f.next()

...

不斷輸入f.next()，直到最後出現StopIteration

open()返回的實際上是一個迴圈對象，包含有next()方法。而該next()方法每次返回的就是新的一行的內容，到達文件結尾時舉出StopIteration。這樣，我們相當於手工進行了迴圈。

自動進行的話，就是：

for line in open('test.txt'):
    print line

在這裡，for結構自動調用next()方法，將該方法的返回值賦予給line。迴圈知道出現StopIteration的時候結束。

相對於序列，用迴圈對象的好處在於：不用在迴圈還沒有開始的時候，就生成好要使用的元素。所使用的元素可以在迴圈過程中逐次生成。這樣，節省了空間，提高了效率，編程更靈活。

迭代器

從技術上來說，迴圈對象和for迴圈調用之間還有一個中間層，就是要將迴圈對象轉換成迭代器(iterator)。這一轉換是通過使用iter()函數實現的。但從邏輯層面上，常常可以忽略這一層，所以迴圈對象和迭代器常常相互指代對方。

生成器

生成器(generator)的主要目的是構成一個用戶自定義的迴圈對象。

生成器的編寫方法和函數定義類似，只是在return的地方改為yield。生成器中可以有多個yield。當生成器遇到一個yield時，會暫停運行生成器，返回yield後面的值。當再次調用生成器的時候，會從剛纔暫停的地方繼續運行，直到下一個yield。生成器自身又構成一個迴圈器，每次迴圈使用一個yield返回的值。

下麵是一個生成器:

def gen():
    a = 100
    yield a
    a = a*8
    yield a
    yield 1000

該生成器共有三個yield， 如果用作迴圈器時，會進行三次迴圈。

for i in gen():
    print i

再考慮如下一個生成器:

def gen():
    for i in range(4):
        yield i

它又可以寫成生成器表達式(Generator Expression):

G = (x for x in range(4))

生成器表達式是生成器的一種簡便的編寫方式。讀者可進一步查閱。

表推導

表推導(list comprehension)是快速生成表的方法。它的語法簡單，很有實用價值。

假設我們生成表L：

L = []
for x in range(10):
    L.append(x**2)

以上產生了表L，但實際上有快捷的寫法，也就是表推導的方式:

L = [x**2 for x in range(10)]

這與生成器表達式類似，只不過用的是中括弧。

（表推導的機制實際上是利用迴圈對象，有興趣可以查閱。）

練習 下麵的表推導會生成什麼？

xl = [1,3,5]
yl = [9,12,13]
L  = [ x**2 for (x,y) in zip(xl,yl) if y > 10]

總結

迴圈對象

生成器

表推導

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