本文以實(shí)例詳解了python的迭代器與生成器，具體如下所示：

1. 迭代器概述：
 
迭代器是訪問集合元素的一種方式。迭代器對(duì)象從集合的第一個(gè)元素開始訪問，直到所有的元素被訪問完結(jié)束。迭代器只能往前不會(huì)后退，不過這也沒什么，因?yàn)槿藗兒苌僭诘局型笸恕?br />  
1.1 使用迭代器的優(yōu)點(diǎn)
 
對(duì)于原生支持隨機(jī)訪問的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如tuple、list），迭代器和經(jīng)典for循環(huán)的索引訪問相比并無(wú)優(yōu)勢(shì)，反而丟失了索引值（可以使用內(nèi)建函數(shù)enumerate()找回這個(gè)索引值）。但對(duì)于無(wú)法隨機(jī)訪問的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（比如set）而言，迭代器是唯一的訪問元素的方式。

另外，迭代器的一大優(yōu)點(diǎn)是不要求事先準(zhǔn)備好整個(gè)迭代過程中所有的元素。迭代器僅僅在迭代到某個(gè)元素時(shí)才計(jì)算該元素，而在這之前或之后，元素可以不存在或者被銷毀。這個(gè)特點(diǎn)使得它特別適合用于遍歷一些巨大的或是無(wú)限的集合，比如幾個(gè)G的文件，或是斐波那契數(shù)列等等。

迭代器更大的功勞是提供了一個(gè)統(tǒng)一的訪問集合的接口，只要定義了__iter__()方法對(duì)象，就可以使用迭代器訪問。
 
迭代器有兩個(gè)基本的方法
 
next方法：返回迭代器的下一個(gè)元素
__iter__方法：返回迭代器對(duì)象本身
下面用生成斐波那契數(shù)列為例子，說(shuō)明為何用迭代器
 
示例代碼1

 def fab(max): 
  n, a, b = 0, 0, 1 
  while n < max: 
    print b 
    a, b = b, a + b 
    n = n + 1

直接在函數(shù)fab(max)中用print打印會(huì)導(dǎo)致函數(shù)的可復(fù)用性變差，因?yàn)閒ab返回None。其他函數(shù)無(wú)法獲得fab函數(shù)返回的數(shù)列。
 
示例代碼2

 def fab(max): 
  L = []
  n, a, b = 0, 0, 1 
  while n < max: 
    L.append(b) 
    a, b = b, a + b 
    n = n + 1
  return L

代碼2滿足了可復(fù)用性的需求，但是占用了內(nèi)存空間，最好不要。
 
示例代碼3
 
對(duì)比：
 

for i in range(1000): pass
for i in xrange(1000): pass

前一個(gè)返回1000個(gè)元素的列表，而后一個(gè)在每次迭代中返回一個(gè)元素，因此可以使用迭代器來(lái)解決復(fù)用可占空間的問題
 

 class Fab(object): 
  def __init__(self, max): 
    self.max = max 
    self.n, self.a, self.b = 0, 0, 1 
 
  def __iter__(self): 
    return self 
 
  def next(self): 
    if self.n < self.max: 
      r = self.b 
      self.a, self.b = self.b, self.a + self.b 
      self.n = self.n + 1 
      return r 
    raise StopIteration()

執(zhí)行

>>> for key in Fabs(5):
  print key

Fabs 類通過 next() 不斷返回?cái)?shù)列的下一個(gè)數(shù)，內(nèi)存占用始終為常數(shù)　　

1.2 使用迭代器

使用內(nèi)建的工廠函數(shù)iter(iterable)可以獲取迭代器對(duì)象：

>>> lst = range(5)
>>> it = iter(lst)
>>> it
<listiterator object at 0x01A63110>

使用next()方法可以訪問下一個(gè)元素：

>>> it.next()
 
>>> it.next()
 
>>> it.next()

python處理迭代器越界是拋出StopIteration異常

>>> it.next()
 
>>> it.next
<method-wrapper 'next' of listiterator object at 0x01A63110>
>>> it.next()
 
>>> it.next()
 
Traceback (most recent call last):
 File "<pyshell#27>", line 1, in <module>
  it.next()
StopIteration

了解了StopIteration，可以使用迭代器進(jìn)行遍歷了

lst = range(5)
it = iter(lst)
try:
  while True:
    val = it.next()
    print val
except StopIteration:
  pass

事實(shí)上，因?yàn)榈魅绱似毡?，python專門為for關(guān)鍵字做了迭代器的語(yǔ)法糖。在for循環(huán)中，Python將自動(dòng)調(diào)用工廠函數(shù)iter()獲得迭代器，自動(dòng)調(diào)用next()獲取元素，還完成了檢查StopIteration異常的工作。如下

>>> a = (1, 2, 3, 4)
>>> for key in a:
  print key

首先python對(duì)關(guān)鍵字in后的對(duì)象調(diào)用iter函數(shù)迭代器，然后調(diào)用迭代器的next方法獲得元素，直到拋出StopIteration異常。

1.3 定義迭代器
 
下面一個(gè)例子——斐波那契數(shù)列
 

# -*- coding: cp936 -*-
class Fabs(object):
  def __init__(self,max):
    self.max = max
    self.n, self.a, self.b = 0, 0, 1 #特別指出：第0項(xiàng)是0，第1項(xiàng)是第一個(gè)1.整個(gè)數(shù)列從1開始
  def __iter__(self):
    return self
  def next(self):
    if self.n < self.max:
      r = self.b
      self.a, self.b = self.b, self.a + self.b
      self.n = self.n + 1
      return r
    raise StopIteration()
 
print Fabs(5)
for key in Fabs(5):
  print key

結(jié)果

<__main__.Fabs object at 0x01A63090>

2. 迭代器

帶有 yield 的函數(shù)在 Python 中被稱之為 generator（生成器），幾個(gè)例子說(shuō)明下（還是用生成斐波那契數(shù)列說(shuō)明）
 
可以看出代碼3遠(yuǎn)沒有代碼1簡(jiǎn)潔，生成器（yield）既可以保持代碼1的簡(jiǎn)潔性，又可以保持代碼3的效果
 
示例代碼4　
 

def fab(max):
  n, a, b = 0, 0, 1
  while n < max:
    yield b
    a, b = b, a + b
    n = n = 1

執(zhí)行

>>> for n in fab(5):
  print n

簡(jiǎn)單地講，yield 的作用就是把一個(gè)函數(shù)變成一個(gè) generator，帶有 yield 的函數(shù)不再是一個(gè)普通函數(shù)，Python 解釋器會(huì)將其視為一個(gè) generator，調(diào)用 fab(5) 不會(huì)執(zhí)行 fab 函數(shù)，而是返回一個(gè) iterable 對(duì)象！在 for 循環(huán)執(zhí)行時(shí)，每次循環(huán)都會(huì)執(zhí)行 fab 函數(shù)內(nèi)部的代碼，執(zhí)行到 yield b 時(shí)，fab 函數(shù)就返回一個(gè)迭代值，下次迭代時(shí)，代碼從 yield b 的下一條語(yǔ)句繼續(xù)執(zhí)行，而函數(shù)的本地變量看起來(lái)和上次中斷執(zhí)行前是完全一樣的，于是函數(shù)繼續(xù)執(zhí)行，直到再次遇到 yield?？雌饋?lái)就好像一個(gè)函數(shù)在正常執(zhí)行的過程中被 yield 中斷了數(shù)次，每次中斷都會(huì)通過 yield 返回當(dāng)前的迭代值。
 
也可以手動(dòng)調(diào)用 fab(5) 的 next() 方法（因?yàn)?fab(5) 是一個(gè) generator 對(duì)象，該對(duì)象具有 next() 方法），這樣我們就可以更清楚地看到 fab 的執(zhí)行流程：

>>> f = fab(3)
>>> f.next()
1
>>> f.next()
1
>>> f.next()
2
>>> f.next()
 
Traceback (most recent call last):
 File "<pyshell#62>", line 1, in <module>
  f.next()
StopIteration

return作用

在一個(gè)生成器中，如果沒有return，則默認(rèn)執(zhí)行到函數(shù)完畢；如果遇到return,如果在執(zhí)行過程中 return，則直接拋出 StopIteration 終止迭代。例如
 

>>> s = fab(5)
>>> s.next()
1
>>> s.next()
 
Traceback (most recent call last):
 File "<pyshell#66>", line 1, in <module>
  s.next()
StopIteration

示例代碼5  文件讀取

 def read_file(fpath): 
  BLOCK_SIZE = 1024 
  with open(fpath, 'rb') as f: 
    while True: 
      block = f.read(BLOCK_SIZE) 
      if block: 
        yield block 
      else: 
        return

如果直接對(duì)文件對(duì)象調(diào)用 read() 方法，會(huì)導(dǎo)致不可預(yù)測(cè)的內(nèi)存占用。好的方法是利用固定長(zhǎng)度的緩沖區(qū)來(lái)不斷讀取文件內(nèi)容。通過 yield，我們不再需要編寫讀文件的迭代類，就可以輕松實(shí)現(xiàn)文件讀取。

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