今天就來(lái)給大家講講Python中的容器、可迭代對(duì)象、迭代器和生成器這些難理解的概念，讓你的Python基礎(chǔ)更上一層樓！

一、容器

1.什么是容器？

在Python中，容器是把多種元素組織在一起的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，容器中的元素就可以逐個(gè)迭代獲取。說(shuō)白了，它的作用就像它的名字一樣：用來(lái)存放東西（數(shù)據(jù)）。

容器實(shí)際上是不存在的，它并不是一種數(shù)據(jù)類型，只是人為的一種概念，只是為了方便學(xué)習(xí)所創(chuàng)造的一個(gè)概念詞，它可以用成員關(guān)系操作符（in或not in）來(lái)判斷對(duì)象是否在容器里面。

當(dāng)然了，它不是我創(chuàng)造的，我沒(méi)有那么大本事哈，是官方創(chuàng)造的好吧，你也不用擔(dān)心我是在教你一些奇奇怪怪的名詞，說(shuō)出去別人都聽(tīng)不懂…python中都是這么叫的。

常見(jiàn)的容器類型有列表（list）、元組（tuple）、字符串（str）、字典（dict）以及集合（set ）。

既然容器里面的數(shù)據(jù)是可以迭代獲取的，那么我們又得來(lái)學(xué)一個(gè)新概念：可迭代對(duì)象。

二、可迭代對(duì)象

1.什么是可迭代對(duì)象？

在python中，可迭代對(duì)象并不是指某種具體的數(shù)據(jù)類型，它是指存儲(chǔ)了元素的一個(gè)容器對(duì)象。

也就是說(shuō)，如果容器里面沒(méi)有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，那它就不是可迭代對(duì)象，并不是所有的容器都是可迭代對(duì)象，容器包含但并不僅限于可迭代對(duì)象。

注意兩個(gè)點(diǎn)：

• 1.很多容器都是可迭代對(duì)象（容器包含了可迭代對(duì)象）。
• 2.一個(gè)可迭代對(duì)象是不能獨(dú)立的進(jìn)行迭代的，迭代是通過(guò)for來(lái)完成的，凡是可迭代對(duì)象都可以直接使用for循環(huán)進(jìn)行訪問(wèn)。

for循環(huán)大家應(yīng)該不陌生吧？有沒(méi)有想過(guò)，for循環(huán)內(nèi)部是怎么實(shí)現(xiàn)的？比如說(shuō)這個(gè)for循環(huán)的例子，為什么能輸出列表里的每一個(gè)元素？它的內(nèi)部是怎么實(shí)現(xiàn)的？

其實(shí)for循環(huán)做了兩件事情：

• 1.使用 __iter__() 返回1個(gè)迭代器，迭代器在下面會(huì)講，這里先知道有這么個(gè)東西。
• 2.使用 __next__() 獲取迭代器中的每一個(gè)元素。
  

那么我們不用for循環(huán)來(lái)輸出列表里的每一個(gè)元素，

l = [1,2,3,4]
# for i in l:
#     print(i)
ite =l.__iter__() #接收一下ietr()干了什么
print(ite)  #打印
print(ite.__next__())    #for循環(huán)干第2件事情的時(shí)候做的第1步
print(ite.__next__())    #for循環(huán)干第2件事情的時(shí)候做的第2步
print(ite.__next__())    #for循環(huán)干第2件事情的時(shí)候做的第3步
print(ite.__next__())    #for循環(huán)干第2件事情的時(shí)候做的第4步

輸出結(jié)果：

可以看出來(lái)，如果我們?nèi)サ裟男写蛴te的代碼，執(zhí)行效果就是跟for循環(huán)輸出列表里面的每一個(gè)元素是一樣的，for循環(huán)里面限定了范圍是4次，實(shí)際上就執(zhí)行了1次__iter__()和4次__next__()，也就是說(shuō)for循環(huán)訪問(wèn)迭代對(duì)象的本質(zhì)就是通過(guò)這么去實(shí)現(xiàn)的。

而且，for循環(huán)本質(zhì)上干的那兩件事情，缺一不可，也就是說(shuō)如果沒(méi)有__iter__()先返回了迭代器，__next()__也無(wú)法獲取到元素，恰恰說(shuō)明了前面說(shuō)要注意的兩點(diǎn)中的第2點(diǎn)：一個(gè)可迭代對(duì)象是不能獨(dú)立的進(jìn)行迭代的。

有兩個(gè)內(nèi)置函數(shù)跟它們?cè)硎且粯拥模举|(zhì)相同，一般要用的話用內(nèi)置函數(shù)要方便一些，起碼不用寫那么多下劃線：

• 內(nèi)置函數(shù) iter() 的本質(zhì)是 __inter__() ，也是返回一個(gè)迭代器。
• 內(nèi)置函數(shù) next（） 的本質(zhì)是 __next__()，也是有了迭代器之后獲取元素。
  

可以看出來(lái)結(jié)果也是一模一樣的，既然講到了迭代器，那么就來(lái)看看什么是迭代器。

三、迭代器

通過(guò)上面的for循環(huán)例子我們大概也能看得出來(lái)，

• 只要是實(shí)現(xiàn)了__iter__()和__next__()的對(duì)象，就是迭代器，迭代器是一個(gè)可迭代對(duì)象。
• 總之，迭代器是有__iter__()生成，可以通過(guò)__next__()進(jìn)行調(diào)用。
  

既然如此，我們?cè)趯W(xué)Python基礎(chǔ)的時(shí)候講過(guò)range()是一個(gè)可迭代對(duì)象，那么它也是可以通過(guò)__iter__()生成一個(gè)迭代器的。

四、序列

序列在【賦值語(yǔ)句】那個(gè)專題文章中我有提過(guò)，這里再講一下，序列也是一個(gè)抽象的概念，它包含了列表、元組和字符串，它本身是不存在的，也是便于學(xué)習(xí)所創(chuàng)造的一個(gè)概念詞。

可迭代對(duì)象包含序列，既然序列包含了列表、元組和字符串，前面我們的例子中也涉及到 了，所以說(shuō)序列可以被iter（）和next（）使用。

序列可以分為有限序列和無(wú)限序列。有限序列就是有范圍的，比如說(shuō)range(10)就已經(jīng)限定了范圍，相反的，無(wú)限序列也就是沒(méi)有限定范圍的序列。

我們來(lái)生成一個(gè)無(wú)限序列，這里需要用到1個(gè)新模塊itertools，itertools用于高效循環(huán)的迭代函數(shù)集合,它下面有一個(gè)方法count()，可生成迭代器且無(wú)范圍，可以理解為無(wú)限迭代器。

通過(guò)這個(gè)例子我們可以看出來(lái)，只要執(zhí)行一次，next()就會(huì)獲取一次迭代器里面的內(nèi)容并逐次獲取，我這里只寫了4個(gè)next()，你多寫幾次就會(huì)多輸出幾次。

像next()這種什么時(shí)候需要就什么時(shí)候調(diào)用的機(jī)制叫做懶加載機(jī)制，也叫懶漢式加載；

相反地就有餓漢式加載。比如for循環(huán)這種的，只要一執(zhí)行就會(huì)把可迭代器里面的所有對(duì)象都獲取。

五、列表推導(dǎo)式

列表推導(dǎo)式跟生成器有關(guān)，在講生成器之前，需要先知道什么是列表推導(dǎo)式，列表推導(dǎo)式就是生成列表的一種方法，語(yǔ)法是這樣的：

l = [i for i in 可迭代對(duì)象]

i表示要放進(jìn)列表里的對(duì)象，for循環(huán)是一個(gè)式子。

比如我們用列表推導(dǎo)式來(lái)生成一個(gè)列表試試：

l = [i for i in range(5)]
print(l)

運(yùn)行結(jié)果：

[0, 1, 2, 3, 4]

運(yùn)用列表推導(dǎo)式可以很方便地生成我們想要的列表。

同時(shí)它也有很多靈活的用法，比如在后面加上條件判斷

l = [i for i in range(5) if 4<5]
print(l)

運(yùn)行結(jié)果：

[0, 1, 2, 3, 4]

if后面的條件判斷為真，則可以正常生成列表，如果為假，則列表推導(dǎo)式是無(wú)效的，此時(shí)的l將是一個(gè)空列表。

還有其他靈活的用法，比如操作前面的i,比如讓i的數(shù)值全都翻2倍：

我們把迭代對(duì)象換一下，換成字符串，也同樣可以輸出，只是*在字符串里面表示重復(fù)操作符，所以效果變成了這樣：

不僅如此，前面的i*2我們還可以用函數(shù)來(lái)進(jìn)行操作，比如：

總而言之，列表推導(dǎo)式就是用來(lái)快速和自定義生成列表的一種方法，很靈活。

那么有人可能會(huì)舉一反三了，列表推導(dǎo)式都是用 [] 來(lái)進(jìn)行操作的，那如果用（）來(lái)操作行嗎?它會(huì)不會(huì)生成一個(gè)元組？我們來(lái)看看：

[] 換成（）之后，返回的是一個(gè)生成器generrator ，那么下面我們?cè)賮?lái)講講生成器：

六、生成器

生成器是真實(shí)存在于Python中的對(duì)象，與容器這種概念詞是不同的，它是可以直接通過(guò)next()進(jìn)行調(diào)用的。

1.生成器的第一種創(chuàng)建方法：生成器表達(dá)式

第一種創(chuàng)建方法跟列表推導(dǎo)式是差不多的，就是 [] 換成了（）：

l = (i for i in 可迭代對(duì)象)

比如我們來(lái)生成一個(gè)生成器，看看能不能用next()直接調(diào)用：

l = (i for i in "abcd")
print(next(l))

運(yùn)行結(jié)果：

a

可以看出，生成器是可以直接調(diào)用的。那么既然生成器可以被next()調(diào)用，那么生成器就是一個(gè)特殊的迭代器，是一個(gè)可迭代對(duì)象。

2.生成器的第二種創(chuàng)建方法：yield

除了用上面那種方法創(chuàng)建生成器，還可以用yield來(lái)創(chuàng)建，方法如下：

yield 關(guān)鍵字

比如說(shuō)我們用一個(gè)函數(shù)中包含yield來(lái)創(chuàng)建生成器：

def fun():
    a = 10
    while 1:
        a += 1
        yield a


b = fun()
print(b)

運(yùn)行結(jié)果：

<generator object fun at 0x000001F2AD95E900>

結(jié)果就是生成了一個(gè)生成器，而且此時(shí)的函數(shù)fun()就已經(jīng)不再是一個(gè)函數(shù)了，它是一個(gè)生成器，只要函數(shù)中出現(xiàn)了yield，函數(shù)就變成了生成器。

為什么while循環(huán)沒(méi)有一直執(zhí)行？先不著急，我們輸出看看：

def fun():
    a = 10
    while 1:
        a += 1
        yield a


b = fun()
print(next(b))
print(next(b))
print(next(b))

運(yùn)行結(jié)果：

11
12
13

我調(diào)用了三次，所以它就運(yùn)行了三次，while循環(huán)雖然存在，但是卻不起作用，是因?yàn)榍懊嫖覀兲徇^(guò)的懶漢式加載。

什么時(shí)候需要了，什么時(shí)候用next()調(diào)用，就是懶漢式加載，不像餓漢式加載那樣，提前生成了所有對(duì)象，如果這里換成for循環(huán)來(lái)完成，比如：

def fun():
    a = 10
    while 1:
        a += 1
        print(a)

b = fun()

運(yùn)行之后程序?qū)?huì)進(jìn)入死循環(huán)，一直給a自加1，你可以試試看效果，這就是餓漢式加載提前生成了迭代器并調(diào)用了全部迭代器對(duì)象，餓漢式加載占用資源的放大鏡。

七、小結(jié)

今天講的內(nèi)容可能聽(tīng)起來(lái)比較枯燥，這也是沒(méi)得辦法的，有些東西第一次聽(tīng)可能有點(diǎn)”難以下咽“，見(jiàn)得多了之后就習(xí)慣了，你得強(qiáng)迫自己去試著接受和理解這些抽象的東西。

最后用一張圖來(lái)總結(jié)一下它們的關(guān)系：

好了，今天的分享就先到這里，文章寫得比較匆忙，若有不到位的地方還請(qǐng)大家批評(píng)指出，我們下期再見(jiàn)！

到此這篇關(guān)于穩(wěn)扎穩(wěn)打?qū)WPython之容器 可迭代對(duì)象 迭代器 生成器專題講解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python 容器內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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