函数4—迭代器与生成器

Posted 2020-09-11 柳姑娘

基础概念
迭代器：
    为什么： 提供了一种不依赖于索引的取值方式，如字典，集合，文件等没有索引的类型需要循环取出元素
             迭代器是惰性计算，更节省内存，迭代器在内存中只是一个内存地址，一次只取一个值

    缺点：永远无法获取迭代器的长度，使用不如列表索引取值灵活
          一次性的，只能往后取值
    可迭代的：对象本身有__iter__方法
    i = iter(n)   or  i = n.__iter__()     i 为n的迭代器
    next(i)   or  i.__next__()             利用迭代器输出内容，一次输出一个


生成器：
     定义：   函数中包含yield语句
        将生成器函数（有yield）返回的g作为迭代器使用，这个g就是生成器， 每次next生成器，就执行一次函数
        即 将整个函数作为迭代器
     yield与return 的区别：
        return只能执行一次函数就彻底结束，yield 能多次返回值
     yield的作用：
                把函数的返回值变成迭代器 ---------》生成器
                将iter  next函数封装到函数内部， 将函数变为一个迭代器对象（将函数变成了一个类似序列类型的对象）
                多次输出函数运行结果
                每次触发就运行一次函数，保存函数在暂停及继续下一次运行时的状态


协程函数  本质是一种生成器函数，函数中的yield由表达式所写      面向过程编程的主要形式
       e.send()  与 next（e)的区别：
           二者的共同之处是度可以让函数在上次暂停的位置继续运行
           二者都可以返回yield后面的返回值
           如果函数内yield是表达式形式，那么必须先next(e)
           send在触发下一次next的时候会给上次的yield传值
所有的生成器函数都只能通过next  send  和for循环来逐次运行函数，且生成器函数本身不会运行


迭代器 与生成器的相同：生成器是迭代器的一种，生成器具有迭代器全部的功能   惰性计算
                 不同：
                      迭代器只是每次返回一个已知序列的值
                      生成器保存了一个算法，比迭代器多了一个功能是边运行边计算，返回一个运算过的序列的值


迭代器---------->生成器---------->生成器的表达式应用：协程函数----------->面向过程的编程：利用了函数式编程的思想

l = [‘a‘,‘b‘,‘c‘,‘d‘]
#while循环列表
i =0
while i < len(l):
    print(l[i])
    i += 1
# for 循环列表
for i in range(len(l)):      #使用索引取出元素
    print(l[i])

for i in l:   #使用for自带的迭代器取出元素
    print(i)

d = {‘a‘:1,‘b‘:2,‘c‘:3}
#while 循环字典
g = d.__iter__()         #迭代器g
print(type(g))
while True:
    try:   #捕捉异常
        print(next(g))     #迭代器的方法__next__()
    except StopIteration:
        break

#for 循环字典

for i in g:   #g已经是一个迭代器，但for循环中的自动转迭代器不会影响遍历字典
    print(i)

for i in d:    #for循环内包含了iter ,next ,和 自动捕捉异常的函数
    print(i)

#while循环文件
while True:
    try:
        print(next(f))
    except StopIteration:
        break
#for循环文件
with open(‘a.txt‘) as f:
    for line in f:
        print(line.strip())

f = open(‘a.txt‘)
f.__iter__()            #文件本身就是一个迭代器
print(f.__next__())

s = ‘hello‘
l = [1,2,3]
t = (1,2,3)
d = {‘a‘:1}
s = {‘a‘,‘b‘}
f = open(‘a.txt‘)
# 查看可迭代对象
from collections import Iterable
s.__iter__()
print(isinstance(l,Iterable))
#查看迭代器对象
from collections import Iterator
f.__next__()
print(isinstance(l,Iterator))



#生成器
def test():               #生成器函数
    print(‘one‘)
    yield 1
    print(‘two‘)
    yield 2
    print(‘three‘)
    yield 3
    print(‘four‘)
    yield 4
    print(‘five‘)
g = test()     #返回一个生成器 同时也是一个迭代器，可以作为迭代器使用

g.__next__()
g.__next__()
g.__next__()
g.__next__()
#生成器的应用
def countdown(n):
    print(‘start‘)
    while n > 0:
        yield n
        n -= 1
    print(‘done‘)
g = countdown(5)

# 生成器中迭代器的应用
print(next(g))
print(next(g))
print(next(g))
print(next(g))
print(next(g))

while True:
    try:
        print(next(g))
    except StopIteration:
        break

for i in g:
    print(i)
#生成器有个迭代器的属性：惰性计算  如下函数  生成器可以一直运行，而且内存不会卡
def func():
    n = 0
    while True:
        yield n
        n += 1
g = func()
#print(next(f))
for i in g:
    print(i)


print(isinstance((x for x in range(10)),Iterable))
#生成器应用：随时监听文件中的错误日志
#/usr/bin/env python
import time
def tail(file_path):
    with open(file_path) as f:
        f.seek(0,2)
        while True:
            line = f.readline()
            if not line:
                time.sleep(0.5)
                continue
            else:
                #print(line,end=‘‘)
                yield line
def grep(pattern,lines):
    for line in lines:
        if pattern in line:
            yield line
g1=tail(‘/tmp/a.txt‘)
g2=grep(‘error‘,g1)
for i in g2:
    print(i)

#生成器的表达式应用:协程函数
def eater(name):
    print(‘%s start to eat food‘%name)
    food_list=[]
    while True:                            #必须加while循环，为每次生成器发送的值创造循环条件
        food = yield food_list
        print(‘%s got %s to start eat‘%(name,food))
        food_list.append(food)
    print(‘done‘)

e = eater(‘gangdan‘)

print(next(e))
print(e.send(‘baozi‘))        #生成器在向函数发送参数时，以元组的形式发送，所以发送多个参数时，要加上()表示元组
print(e.send(‘miantiao‘))
print(e.send(‘mifan‘))

#为生成器添加装饰器
def nextn(func):
    def wrapper(*args,**kwargs):
        res = func(*args,**kwargs)
        next(res)
        return res
    return wrapper
@nextn
def eater(name):
    print(‘%s start to eat food‘%name)
    food_list=[]
    while True:
        food = yield food_list
        print(‘%s got %s to start eat‘%(name,food))
        food_list.append(food)
    print(‘done‘)

e = eater(‘liuliu‘)
e.send(‘baozi‘)

#迭代器应用：实现功能 cat a,txt | grep apple
import time
def cat():
    while True:
        with open(‘a.txt‘) as f:
            lines = f.readline()
            if not lines:
                time.sleep(1)
                continue
            else:
                yield lines

def grep(pattern,lines):
    for i in lines:
        if pattern in i:
            print(i)
            exit()


g = cat()
grep(‘apple‘,g)

#生成器应用： 把下面的函数改成生成器的形式，执行生成器函数得到一个生成器g，然后每次g.send(url),
#              打印页面内容，利用g可以无限send
from urllib.request import urlopen
def opener(url):
    while True:
        print(urlopen(url).read())
        url=yield
g = opener(‘http://www.baidu.com‘)
next(g)
g.send(‘http://www.360.com‘)


def get(url):
    while True:
        def index():
            res = urlopen(url).read()
            print(res)
        index()
        url = yield

g = get(‘http://www.baidu.com‘)
next(g)
g.send(‘http://www.360.com‘)