迭代器介绍

Posted 2021-03-01 zuzhuangmengxiang

迭代器简介：迭代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。

for循环执行步骤：1.判断对象是否是可迭代的（创建对象的类要有__iter__方法）

                              2.判断对象的__iter__方法的返回值是一个迭代器（返回值有__iter__和__next__ 方法的引用）

                              3.每次循环调用__next__方法的返回值

初次自定义迭代对象：

 1 class Classmate(object):
 2     def __init__(self):
 3         self.names = list()
 4 
 5     def add(self, name):
 6         self.names.append(name)
 7 
 8 
 9 classmate = Classmate()
10 classmate.add("张三")
11 classmate.add("李四")
12 classmate.add("王五")
13 
14 for temp in classmate:
15     print(temp)

　　运行结果报错：Classmate不是可以迭代的

　　说明：for循环执行首先会判断对象是否为可迭代的

1 TypeError: ‘Classmate‘ object is not iterable

Classmate类中添加__iter__方法，在循环前加上判断classmate是否是可迭代：

1     def __iter__(self):
2         pass
3 
4 ......
5 
6 print(‘classmate是否是可迭代的：‘, isinstance(classmate, Iterable))

　　运行报错：iter()返回类型为非迭代器

　　说明：for循环判断为可迭代的对象后，会判断对象的iter方法的返回值是否有__iter__和__next__ 方法的引用

1 classmate是否是可迭代的： True
2 TypeError: iter() returned non-iterator of type ‘NoneType‘

将Classmate类中的__iter__的返回值添加含__iter__ 和__next__ 方法的引用：

 1 from collections.abc import Iterable
 2 from collections.abc import Iterator
 3 
 4 
 5 class Classmate(object):
 6     def __init__(self):
 7         self.names = list()
 8 
 9     def add(self, name):
10         self.names.append(name)
11 
12     def __iter__(self):
13         # ClassIterator()相当于创建ClassIterator的对象，return这个对象相当于返回这个对象的引用
14         return ClassIterator()
15 
16 
17 class ClassIterator(object):
18     def __iter__(self):
19         pass
20 
21     def __next__(self):
22         pass
23 
24 
25 classmate = Classmate()
26 classmate.add("张三")
27 classmate.add("李四")
28 classmate.add("王五")
29 
30 
31 # print(‘classmate是否是可迭代的：‘, isinstance(classmate, Iterable))
32 classmate_iterator = iter(classmate)   # iter(classmate)可以接收_iter__方法的返回值
33 print(‘classmate_iterator是否是迭代器：‘, isinstance(classmate_iterator, Iterator))
34 
35 
36 for temp in classmate:
37     print(temp)

　　运行结果：

　　说明：都判断为True后开始循环取next方法的返回值

1 True
2 None
3 None
4 None
5 None
6 ......

由此，通过设置next方法的返回值可以改变for循环执行的结果。如果要让for循环正确执行，next方法的返回值设置思路为：

　　1.通过classmate[索引]取得classmate内的元素

　　2.索引要从0到classmate的元素长度减1，且调用一次next，索引加1

　　3.通过raise StopIteration 抛出StopIteration异常告诉for循环已经循环结束。此时索引是大于等于classmate元素的长度

for循环要正确执行代码修改如下：

 1 class Classmate(object):
 2     def __init__(self):
 3         self.names = list()
 4 
 5     def add(self, name):
 6         self.names.append(name)
 7 
 8     def __iter__(self):
 9         # ClassIterator()相当于创建ClassIterator的对象，return这个对象相当于返回这个对象的引用
10         # ClassIterator(self)将自己作为实参传递到ClassIterator这个类
11         # 当ClassIterator类的init方法用 self.名称=形参 时，ClassIterator类的 self.名称 将指向我自己
12         return ClassIterator(self)
13 
14 
15 class ClassIterator(object):
16 
17     def __init__(self, obj):
18         self.obj = obj
19         self.num = 0
20 
21     def __iter__(self):
22         pass
23 
24     def __next__(self):
25         if self.num < len(self.obj.names):
26             rest = self.obj.names[self.num]
27             self.num += 1
28             return rest
29         else:
30             raise StopIteration
31 
32 
33 classmate = Classmate()
34 classmate.add("张三")
35 classmate.add("李四")
36 classmate.add("王五")
37 
38 
39 # print(‘classmate是否是可迭代的：‘, isinstance(classmate, Iterable))
40 # classmate_iterator = iter(classmate)
41 # print(‘classmate_iterator是否是迭代器：‘, isinstance(classmate_iterator, Iterator))
42 
43 
44 for temp in classmate:
45     print(temp)

　　运行结果：

1 张三
2 李四
3 王五

可以将Classmate类里面的__iter__方法的返回值设置成自己（self），那么在Classmate类里面添加__next__方法并设置返回值也可以将对象的__iter__方法的返回值设置为一个迭代器，这样精简了代码：

 1 class Classmate(object):
 2     def __init__(self):
 3         self.names = list()
 4 
 5     def add(self, name):
 6         self.names.append(name)
 7         self.num = 0
 8 
 9     def __iter__(self):
10         return self
11 
12     def __next__(self):
13         if self.num < len(self.names):
14             rest = self.names[self.num]
15             self.num += 1
16             return rest
17         else:
18             raise StopIteration
19 
20 
21 classmate = Classmate()
22 classmate.add("张三")
23 classmate.add("李四")
24 classmate.add("王五")
25 
26 for temp in classmate:
27     print(temp)

　　运行结果：

1 张三
2 李四
3 王五