Python學習之迭代器和生成器

迭代器

在Python如果一個對象可被迴圈(遍歷)該對象中每一個元素的過程叫做迭代。例如 ，字典、字元串、列表、元祖、集合等。他們可被迭代的原因是，都有一個共同的內置函數__iter__。通過執行內置對象的__next__函數，可以依次列印該對象的所有元素。例如 有一個列表，該列表存儲了1-100的數值，但是我們只想列印前50的個元素。

 1 flag=True
 2 l=[x for x in range(1,101)]
 3 
 4 l_iter = l.__iter__()
 5 while flag:
 6     try:
 7        item=l_iter.__next__()
 8        if item==51:
 9            flag=False
10            break
11        else:
12            print(item)
13 
14     except:
15         break

在While迴圈中迭代器將一直迴圈執行__next__()函數，但迭代器本身並不知道它要迭代多少個元素。當執行到最後元素時，還會繼續執行__next__()函數，但此時沒有元素可被迭代了，由於迭代器找不到可被迭代元素，將會報錯。因此我們在使用while迴圈時，配合異常捕獲代碼 try except一起使用，當迭代過程中出現異常，將會自動停止下一次迴圈。

生成器：

假設我們 有個需求，除第一個 和第二個元素外，其他元素依次為前兩個元素之和。

我們可以這樣寫

 1 def fib1(max):
 2     n,a,b=0,0,1
 3     while n<max:
 4         print(b)
 5         a,b=b,a+b
 6         n=n+1
 7     return 'done'
 8 
 9 a=fib1(5)
10 print(a)

輸出結果

1 1
2 1
3 2
4 3
5 5
6 done

推導過程如圖

用另外一種方法

1 def fib2(max):
2     n,a,b=0,0,1
3     while n<max:
4         yield b
5         a,b=b,a+b
6         n=n+1
7     return 'done'

調用該函數

1 a=fib2(5)
2 print(a)

輸出結果 1 <generator object fib at 0x0000000002800518> 

此時我們發現，不能像之前那樣直接顯示結果，此時定義的fib並不是一個簡單的函數，而是被改造成了生成器。如果想知道生成的結果可以依次執行__next__函數，但每次只返回一個結果，當沒有更多的元素可以被迭代時將會拋出異常。

另外我們也可以使用for 迴圈和while(需配合try  except使用)列印結果。

1 a=fib2(5)
2 for c in a:
3     print(c)

顯示輸出結果 1 1 2 3 5.

使用生成器的好處：生成器是根據推導的過程計算下一個元素。再看前兩個函數 fib1 和fib2 ,fib1在電腦中開闢一個固定的記憶體空間用於存儲完整的計算結果，但如果我們想訪問計算結果中的某一個元素，就需要先遍歷整個計算結果，才能通過對象下標或者用for 迴圈和if條件判斷 拿到我們想要的結果，這樣做的可以實現我們的需求，但將會耗損較多的記憶體空間。而fib2則是依據推算過程計算出下一個元素，因此我們就可以在未創建完整對象之前獲取我們想要的元素。從而降低記憶體消耗。