迭代器

时间:2024-04-15 17:48:17

在 Python 中,迭代器(Iterator)是一个可以逐个访问元素并在需要时生成元素的对象。它具有两个基本方法:__iter__()__next__()

  • __iter__() 方法返回迭代器对象本身。这使得迭代器可以在循环中使用,并且可以在需要时通过 iter() 函数进行迭代。
  • __next__() 方法返回迭代器的下一个元素。如果没有更多的元素可供返回,则引发 StopIteration 异常。

迭代器通常与可迭代对象一起使用。可迭代对象是一类具有 __iter__() 方法的对象,该方法返回一个迭代器。例如,列表、元组、集合和字典都是可迭代对象,因为它们都具有 __iter__() 方法,可以返回一个迭代器。生成器也是一种特殊类型的迭代器。

迭代器的工作原理是通过维护一个内部状态来记录当前位置,并且在每次调用 __next__() 方法时更新状态以返回下一个元素。这使得迭代器能够按需生成元素,而不必一次性将所有元素加载到内存中。

__iter__()iter() 都可用来创建迭代器。

  1. __iter__() 方法:
    • __iter__() 是一个特殊方法(或称为魔术方法),用于定义一个对象是可迭代的。
    • 当对象需要支持迭代操作时,可以在其类中实现 __iter__() 方法,该方法应返回一个迭代器对象。
    • 这个方法被内置的 iter() 函数隐式调用,用于获取对象的迭代器。
  2. iter() 函数:
    • iter() 是一个内置函数,用于获取可迭代对象的迭代器。
    • 当你需要迭代访问一个可迭代对象(例如列表、元组、集合、字典等)时,可以使用 iter() 函数获取其迭代器。
    • iter() 函数接受一个可迭代对象作为参数,并返回该对象对应的迭代器。

区别总结:

  • __iter__() 方法是在类中实现的,用于将对象定义为可迭代的,并且应该返回一个迭代器对象。
  • iter() 函数是一个内置函数,用于获取可迭代对象的迭代器。

在实际应用中,通常不直接调用对象的 __iter__() 方法,而是使用 iter() 函数来获取迭代器。例如,可以使用 iter() 函数来迭代访问列表、元组、集合、字典等数据类型。

__next__() 方法和 next() 函数都是用于获取迭代器的下一个元素,但它们有以下区别:

  1. __next__() 方法:
    • __next__() 方法是迭代器对象内部的一个特殊方法(或称为魔术方法),用于返回迭代器的下一个元素。
    • 在自定义迭代器类中,需要实现 __next__() 方法以定义迭代器的行为。
    • 如果迭代器没有更多的元素可供返回,则 __next__() 方法应该引发 StopIteration 异常。
  2. next() 函数:
    • next() 是一个内置函数,用于从迭代器中获取下一个元素。
    • 它接受一个迭代器作为参数,并返回该迭代器的下一个元素。
    • 如果迭代器没有更多的元素可供返回,则 next() 函数会引发 StopIteration 异常。

区别总结:

  • __next__() 方法是迭代器对象内部的方法,用于返回迭代器的下一个元素。
  • next() 函数是一个内置函数,用于从迭代器中获取下一个元素。

在实际应用中,通常使用 next() 函数来从迭代器中获取下一个元素,而不是直接调用迭代器的 __next__() 方法。这是因为 next() 函数更加方便,并且能够处理 StopIteration 异常,使代码更加健壮。

a = [i for i in range(1, 6)]  # 列表,可迭代对象
b = (10, 20, 30)  # 元组,可迭代对象

a_iter = iter(a)  # 参数为可迭代对象(列表、元组、字典、集合、字符串、文件对象等);使用 iter() 函数时会调用 __iter__() 方法;返回迭代器
b_iter = b.__iter__()  # 直接调用 __iter__() 方法,返回迭代器

print(a_iter)
print(b_iter)

print(next(a_iter))  # 参数为迭代器(包括生成器);使用 next() 函数时会调用 __next__() 方法;生成一个值
print(b_iter.__next__())  # 直接调用 __next__() 方法,生成一个值
---------
<list_iterator object at 0x000001E4A9FEAAC8>
<tuple_iterator object at 0x000001E4AA0F6748>
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