迭代器

迭代是Python最強大的功能之一，是訪問集合元素的一種方式。

迭代器是一個可以記住遍歷的位置的對象。

迭代器對象從集合的第一個元素開始訪問，直到所有的元素被訪問完結束。迭代器只能往前不會后退。

迭代器有兩個基本的方法：iter() 和 next()。

字符串，列表或元組對象都可用于創建迭代器：

>>> list=[1,2,3,4]
>>> it = iter(list)    # 創建迭代器對象
>>> print (next(it))   # 輸出迭代器的下一個元素
1
>>> print (next(it))
2
>>>

迭代器對象可以使用常規for語句進行遍歷：

#!/usr/bin/python3
 
list=[1,2,3,4]
it = iter(list)    # 創建迭代器對象
for x in it:
    print (x, end=" ")

執行以上程序，輸出結果如下：

1 2 3 4

也可以使用 next() 函數：

#!/usr/bin/python3
 
import sys         # 引入 sys 模塊
 
list=[1,2,3,4]
it = iter(list)    # 創建迭代器對象
 
while True:
    try:
        print (next(it))
    except StopIteration:
        sys.exit()

執行以上程序，輸出結果如下：

1 2 3 4

創建一個迭代器

把一個類作為一個迭代器使用需要在類中實現兩個方法 iter() 與 next() 。

如果你已經了解的面向對象編程，就知道類都有一個構造函數，Python 的構造函數為 init(), 它會在對象初始化的時候執行。

iter() 方法返回一個特殊的迭代器對象， 這個迭代器對象實現了 next() 方法并通過 StopIteration 異常標識迭代的完成。

next() 方法（Python 2 里是 next()）會返回下一個迭代器對象。

創建一個返回數字的迭代器，初始值為 1，逐步遞增 1：

class MyNumbers:
  def __iter__(self):
    self.a = 1
    return self
 
  def __next__(self):
    x = self.a
    self.a += 1
    return x
 
myclass = MyNumbers()
myiter = iter(myclass)
 
print(next(myiter))
print(next(myiter))
print(next(myiter))
print(next(myiter))
print(next(myiter))

執行輸出結果為：

1 2 3 4 5

StopIteration

StopIteration 異常用于標識迭代的完成，防止出現無限循環的情況，在 next() 方法中我們可以設置在完成指定循環次數后觸發 StopIteration 異常來結束迭代。

在 20 次迭代后停止執行：

class MyNumbers:
  def __iter__(self):
    self.a = 1
    return self
 
  def __next__(self):
    if self.a <= 20:
      x = self.a
      self.a += 1
      return x
    else:
      raise StopIteration
 
myclass = MyNumbers()
myiter = iter(myclass)
 
for x in myiter:
  print(x)

執行輸出結果為：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

生成器

在 Python 中，使用了 yield 的函數被稱為生成器（generator）。

跟普通函數不同的是，生成器是一個返回迭代器的函數，只能用于迭代操作，更簡單點理解生成器就是一個迭代器。

在調用生成器運行的過程中，每次遇到 yield 時函數會暫停并保存當前所有的運行信息，返回 yield 的值, 并在下一次執行 next() 方法時從當前位置繼續運行。

調用一個生成器函數，返回的是一個迭代器對象。

以下實例使用 yield 實現斐波那契數列：

#!/usr/bin/python3
 
import sys
 
def fibonacci(n): # 生成器函數 - 斐波那契
    a, b, counter = 0, 1, 0
    while True:
        if (counter > n): 
            return
        yield a
        a, b = b, a + b
        counter += 1
f = fibonacci(10) # f 是一個迭代器，由生成器返回生成
 
while True:
    try:
        print (next(f), end=" ")
    except StopIteration:
        sys.exit()

執行以上程序，輸出結果如下：

0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55