Python語法—迭代器、生成器

迭代器

迭代器物件要求支援迭代器協議的物件，在Python中，支援迭代器協議就是實現物件的__iter__()和next()方法。其中__iter__()方法返回迭代器物件本身；next()方法返回容器的下一個元素，在結尾時引發StopIteration異常。

__iter__()和next()方法

這兩個方法是迭代器最基本的方法，一個用來獲得迭代器物件，一個用來獲取容器中的下一個元素。
對於可迭代物件，可以使用內建函式iter()來獲取它的迭代器物件。
通過iter()方法獲得了list的迭代器物件，然後就可以通過next()方法來訪問list中的元素了。當容器中沒有可訪問的元素後，next()方法將會丟擲一個StopIteration異常終止迭代器。
其實，當我們使用for語句的時候，for語句就會自動的通過__iter__()方法來獲得迭代器物件，並且通過next()方法來獲取下一個元素。

迭代器和可迭代物件

對於一個可迭代物件，如果它本身又是一個迭代器物件，就會有下面的 問題，就沒有辦法支援多次迭代。
為了解決上面的問題，可以分別定義可迭代型別物件和迭代器型別物件；然後可迭代型別物件的__iter__()方法可以獲得一個迭代器型別的物件。

class Zrange:
    def __init__(self, n):
        self.n = n
 
    def __iter__(self):
        return ZrangeIterator(self.n)
 
class ZrangeIterator:
    def __init__(self, n):
        self.i = 0
        self.n = n
 
    def __iter__(self):
        return self
 
    def next(self):
        if self.i < self.n:
            i = self.i
            self.i += 1
            return i
        else:
            raise StopIteration()    
 
zrange = Zrange(3)
print zrange is iter(zrange)         
 
print [i for i in zrange]
print [i for i in zrange]

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生成器

在Python中，使用生成器可以很方便的支援迭代器協議。生成器通過生成器函式產生，生成器函式可以通過常規的def語句來定義，但是不用return返回，而是用yield一次返回一個結果，在每個結果之間掛起和繼續它們的狀態，來自動實現迭代協議。

也就是說，yield是一個語法糖，內部實現支援了迭代器協議，同時yield內部是一個狀態機，維護著掛起和繼續的狀態。

生成器表示式

在開始介紹生成器表示式之前，先看看我們比較熟悉的列表解析( List comprehensions)，列表解析一般都是下面的形式。

[expr for iter_var in iterable if cond_expr]

生成器表示式的語法和列表解析一樣，只不過生成器表示式是被()括起來的，而不是[]

(expr for iter_var in iterable if cond_expr)

遞迴生成器

生成器可以像函式一樣進行遞迴使用的，下面看一個簡單的例子，對一個序列進行全排列：

def permutations(li):
    if len(li) == 0:
        yield li
    else:
        for i in range(len(li)):
            li[0], li[i] = li[i], li[0]
            for item in permutations(li[1:]):
                yield [li[0]] + item
 
for item in permutations(range(3)):
    print item
    ```


#以上內容整理自summercamp中的學習資料。