Python 快速教程(進階篇06):迴圈物件

發表於2015-10-29

這一講的主要目的是為了大家在讀Python程式的時候對迴圈物件有一個基本概念。

迴圈物件的並不是隨著Python的誕生就存在的,但它的發展迅速,特別是Python 3x的時代,迴圈物件正在成為迴圈的標準形式。

 

什麼是迴圈物件

迴圈物件是這樣一個物件,它包含有一個next()方法(__next__()方法,在python 3x中), 這個方法的目的是進行到下一個結果,而在結束一系列結果之後,舉出StopIteration錯誤。

當一個迴圈結構(比如for)呼叫迴圈物件時,它就會每次迴圈的時候呼叫next()方法,直到StopIteration出現,for迴圈接收到,就知道迴圈已經結束,停止呼叫next()。

假設我們有一個test.txt的檔案:


我們執行一下python命令列:

>>>f = open(‘test.txt’)

>>>f.next()

>>>f.next()


不斷輸入f.next(),直到最後出現StopIteration

open()返回的實際上是一個迴圈物件,包含有next()方法。而該next()方法每次返回的就是新的一行的內容,到達檔案結尾時舉出StopIteration。這樣,我們相當於手工進行了迴圈。

自動進行的話,就是:

在這裡,for結構自動呼叫next()方法,將該方法的返回值賦予給line。迴圈知道出現StopIteration的時候結束。

 

相對於序列,用迴圈物件的好處在於:不用在迴圈還沒有開始的時候,就生成好要使用的元素。所使用的元素可以在迴圈過程中逐次生成。這樣,節省了空間,提高了效率,程式設計更靈活。

 

迭代器

從技術上來說,迴圈物件和for迴圈呼叫之間還有一箇中間層,就是要將迴圈物件轉換成迭代器(iterator)。這一轉換是通過使用iter()函式實現的。但從邏輯層面上,常常可以忽略這一層,所以迴圈物件和迭代器常常相互指代對方。

 

生成器

生成器(generator)的主要目的是構成一個使用者自定義的迴圈物件。

生成器的編寫方法和函式定義類似,只是在return的地方改為yield。生成器中可以有多個yield。當生成器遇到一個yield時,會暫停執行生成器,返回yield後面的值。當再次呼叫生成器的時候,會從剛才暫停的地方繼續執行,直到下一個yield。生成器自身又構成一個迴圈器,每次迴圈使用一個yield返回的值。

 

下面是一個生成器:

該生成器共有三個yield, 如果用作迴圈器時,會進行三次迴圈。

再考慮如下一個生成器:

它又可以寫成生成器表示式(Generator Expression):

生成器表示式是生成器的一種簡便的編寫方式。讀者可進一步查閱。

 

表推導

表推導(list comprehension)是快速生成表的方法。它的語法簡單,很有實用價值。

 

假設我們生成表L:

以上產生了表L,但實際上有快捷的寫法,也就是表推導的方式:

這與生成器表示式類似,只不過用的是中括號。

(表推導的機制實際上是利用迴圈物件,有興趣可以查閱。)

 

練習 下面的表推導會生成什麼?

 

總結

迴圈物件

生成器

表推導

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