Python 迭代器（iterator）-白红宇

Python 迭代器（iterator）

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发布时间：2019-05-26

本文共 2714 字，大约阅读时间需要 9 分钟。

1》

迭代器是一个实现了迭代器协议的对象。Python中的迭代器协议就是具有next方法的对象会前进到下一结果，而在一系列结果的末尾则会引发StopIteration异常。任何这种类型的对象在Python中都可以用for循环或其他遍历工具进行迭代，迭代工具内部会在每次迭代时调用next方法，并且通过捕捉StopIteration异常来结束迭代。使用迭代器一个显而易见的好处就是：迭代器提供了一个统一的访问序列的接口，只要是实现了__iter__()方法的对象，就可以使用迭代器通过调用next()方法每次只从对象中读取一条数据，不会造成内存的过大开销。

比如要逐行读取一个文件的内容，利用readlines()方法，我们可以这么写：

f=open(r'C:\Users\Administrator\Desktop\wahaha.txt','r')

for line in f.readlines():

print line[:-1] #去掉每行末尾的换行符

运行结果：

love python

love python2

love python3

这样虽然可以工作，但不是最好的方法。因为他实际上是把文件一次加载到内存中，然后逐行打印。当文件很大时，这个方法的内存开销就很大了。

利用file的迭代器，我们可以这样写：

f=open(r'C:\Users\Administrator\Desktop\wahaha.txt','r')

for line in f: #使用文件迭代器

print line[:-1] #去掉每行末尾的换行符

运行结果：

love python

love python2

love python3

这是最简单也是运行速度最快的写法，他并没显式的读取文件，而是利用迭代器每次读取下一行。这就是迭代器的一个显著的优点，它不要求我们事先准备好整个迭代过程中所有的元素。迭代器仅仅在迭代至某个元素时才计算该元素，而在这之前或之后，元素可以不存在或者被销毁。这个特点使得迭代器特别适合用于遍历一些巨大的或是无限的序列，比如几个G的文件，或是斐波那契数列等等。这个特点被称为延迟计算或惰性求值(Lazy evaluation)。

2》

对于支持随机访问的数据结构（如tuple、list），迭代器和经典for循环的索引访问相比并无优势，反而丢失了索引值（可以使用内建函数enumerate()找回这个索引值）。但对于无法随机访问的数据结构（比如set）而言，迭代器是唯一的访问元素的方式。迭代器对象从集合的第一个元素开始访问，直到所有的元素都被访问一遍后结束。迭代器不能回退，只能往前进行迭代。迭代器不是线程安全的，在多线程环境中对可变集合使用迭代器是一个危险的操作(保守的方法是坚持使用不可变的集合)。

使用内建的工厂函数iter(iterable)可以获取迭代器对象：

>>> l

[0, 1, 2, 3, 4]

>>> it=iter(l)

>>> it

使用迭代器的next()方法可以访问下一个元素：

>>> it.next()

如果是Python 2.6+，还有内建函数next(iterator)可以完成这一功能：

>>> next(it)

如何判断迭代器是否有更多的元素可以访问呢？如果我们已经访问到了最后一个元素，再使用next()方法会怎样呢？

>>> it.next()

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in <module>

StopIteration

Python遇到这样的情况时将会抛出StopIteration异常。事实上，Python正是根据是否检查到这个异常来决定是否停止迭代的。

了解了这些情况以后，我们就能使用迭代器进行遍历了。

>>> l

[0, 1, 2, 3, 4]

>>> it=iter(l)

>>> try:

... while True:

... item=it.next()

... print item

... except StopIteration:

... pass

...

实际上，因为迭代操作如此普遍，Python专门将关键字for用作了迭代器的语法糖。在for循环中，Python将自动调用工厂函数iter()获得迭代器，自动调用next()获取元素，还完成了检查StopIteration异常的工作。上述代码可以写成如下我们非常熟悉的形式：

>>> l

[0, 1, 2, 3, 4]

>>> for item in l:

... print item,

...

0 1 2 3 4

首先Python将对关键字in后的对象调用iter函数获取迭代器，然后调用迭代器的next方法获取元素，直到抛出StopIteration异常。对迭代器调用iter函数时将返回迭代器自身，所以迭代器也可以用于for语句中，不需要特殊处理。

>>> l

[2, 3, 4]

>>> it=iter(l)

>>> it

>>> itt=iter(it)

>>> itt

3》

常用的几个内建数据结构tuple、list、set、dict都支持迭代器，字符串也可以使用迭代操作。我们可以自己实现一个迭代器，只需要在类的__iter__方法中返回一个对象，这个对象需要拥有一个next()方法，这个方法能在恰当的时候能够抛出StopIteration异常即可。并不是必须要抛出异常，不抛出异常的迭代器将进行无限迭代，某些情况下这样的迭代器很有用，此时，我们需要自己判断元素并中止，否则就死循环了！

使用迭代器的循环可以避开索引，但有时候我们还是需要索引来进行一些操作的。这时候内建函数enumerate就派上用场咯，它能在iter函数的结果前加上索引，以元组返回，用起来就像这样：

>>> l

[3, 4, 5, 6]

>>> for i,v in enumerate(l):

... print i,v

...

0 3

1 4

2 5

3 6

友情链接：

关于iter( )函数的使用，参考：