python基础(part15)--迭代

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文章目录

迭代
- - 举个例子1
  - 举个例子2
  - for循环原理
- 可迭代对象iterable
- - 举个例子1
  - 举个例子2
  - 举个例子3
- 迭代器对象iterator
- - yield关键字迭代原理
  - 举个例子(我们将之前的MyRange类进行改写)

迭代

每一次对过程的重复为一次”迭代”，而每一次迭代得到的结果，会作为下一次迭代的初始值。例如：循环获取容器中的元素。

举个例子1

创建一个列表：

再输入以下代码：

结果：

可以看出，我们得到的结果和for循环遍历这个列表，得到的结果相同。

如果我们多写一个iterator.__next__(),会怎样呢？

结果：

会报错 python警告我们，要 Stop Iteration, 停止迭代！

举个例子2

还是创建原来的列表：

我们再利用以下方法迭代：

第39行代码这样写，其实相当于在except之后写了个异常基类：

结果：

我们发现，我们没有用for循环，也拿到了可迭代对象（列表）内元素。以上两个例子演示了for循环原理。

for循环原理

现在，我们对上面例子中的代码进行解释，进而阐述一下for循环原理

①获取迭代器对象

我们说，可迭代对象，是具有__iter__()方法，可以返回迭代器的对象。所以以后我们评判一个对象是不是可迭代对象时，就可以看一看，这个对象有没有__iter__()方法，如果有这个方法，则说明，这个对象是可以被迭代的。

②获取下一个元素（迭代）

有迭代器之后，我们就可以迭代了，__next__()的过程就是在迭代的过程，有__next__()我们就可以拿到下一个元素。

③停止迭代（StopIteration错误）

最后，我们总结一下for循环原理：

①获取迭代器对象
②循环迭代(调用迭代器的__next__()方法)
③捕获StopIteration异常

小问题

问：能够被for循环的条件是什么？
答：具有__iter__()方法的对象。

例子1

使用while + 迭代器，获取元祖(“小白”, “小黄”, “大白”)中所有元素。

代码：

t01 = ("小白", "小黄", "大白")
iterator = t01.__iter__()while True:try:item = iterator.__next__()print(item)except:break

结果：

例子2

不使用for循环，获取字典{“小白”:0, “小黄”:6, “大白”:7}中的key和value.

代码：

d01 = {"小白":0, "小黄":6, "大白":7}iterator = d01.__iter__()while True:try:key = iterator.__next__()print(key, d01[key])except:break

结果：

备注：使用迭代器迭代字典，拿到的是字典的key

可迭代对象iterable

定义

具有__iter__()函数的对象，可以返回迭代器对象.

语法

创建可迭代对象：

class 可迭代对象名称:def __iter__(self):return 迭代器

使用可迭代对象：

for 变量名 in 可迭代对象:语句

原理

迭代器 = 可迭代对象.__iter__()while True:try:print(迭代器.__next__())except StopIteration:break

举个例子1

首先创建两个类：

再创建SkillManager对象，并试着迭代此对象的成员变量skills：

得到结果：

结果得到了列表内的各个Skill对象。

但是，如果我们只迭代SkillManager对象会怎样呢？我们看看下面这个例子。

举个例子2

利用例子1，创建的两个类：

再创建SkillManager对象，并试着迭代此对象：

运行:

报错！且python提示我们SkillManager对象是个不可迭代的对象。

接下来，我们就要让SkillManager可迭代！

我们先要在SkillManager类里增加一个__iter__()方法，使他变为可迭代对象。这个__iter__()被调用后，应该返回一个迭代器类对象SkillIterator。这个迭代器类对象里应该有一个__next__()方法，用于返回下一个元素。在__next__()方法里应该抛出一个索引越界异常，当被迭代对象全部迭代完后，再获取下一个元素，则会抛出异常。具体情况，我们看看下面的代码。

现在我们看一下SkillManager类：

再看一下SkillIterator类：

创建对象，并开始利用for循环原理，进行迭代：

我们再运行一下，看一下运行结果：

不错！可迭代对象内元素全部拿到了。

备注1：由上面的过程我们也可以看出，可迭代对象不会直接return它的元素，而是由迭代器return了可迭代对象内的元素。

备注2：若我们用for循环，则它也会先获取迭代器对象，获取完迭代器对象后，再用迭代器对象不断的调用__next__()方法，直到迭代器对象抛出异常，for再进行异常处理。

举个例子3

参照下例代码，定义MyRange类，实现相同效果：

代码：

class MyRangeIterator:def __init__(self, stop):self.stop = stopself.start = 0def __next__(self):if self.start + 1 > self.stop:raise StopIteration()temp = self.startself.start += 1return tempclass MyRange:def __init__(self, stop):self.stop = stopdef __iter__(self):# 创建迭代器对象return MyRangeIterator(self.stop)iterator = MyRange(5)
for item in iterator:print(item)

结果：

备注：谁要被for，谁要就有__iter__()方法，这个方法可以获取迭代器，迭代器内部具体怎么写？看需求！迭代器中有__next__()，可以返回下一个元素。

迭代器对象iterator

定义

可以调用__next__()函数，并返回下一个值得对象。

语法

class 迭代器类名：:def __init__(self, 聚合对象):self.聚合对象 = 聚合对象def __next__(self):if 没有元素:raise StopIterationreturn 聚合对象内元素

说明

聚合对象通常是容器对象。

作用

使用者只通过一种方式（for循环），便可以简洁明了获取聚合对象中的各个元素，而又无需了解可迭代对象的内部存储结构。

==备注！==若我们在__iter__()方法内不返回自己创建的迭代器对象，而用yield关键字自动生成迭代器对象，会怎样呢？

请看以下案例

代码：

结果：

执行过程：

①客户端调用__iter__()方法，__iter__()方法不执行, 进入while循环.
②客户端调用__next__()方法，__iter__()方法执行，先执行print("准备返回第一个元素"), 执行到yield语句, 将yield后的数据作为__next__()方法的返回值return给item, 并且暂时离开__iter__()方法, 继续执行while循环中的print(item).
③当再次调用__next__()方法时，从上次离开的代码开始执行，再运行到下一个yield语句，return数据之后，并再次暂时离开.
④待执行完__iter__()方法体，若再次调用__next__()方法，会自动抛出StopIteration异常．

yield关键字迭代原理

原理

如果方法体中包含yield关键字，那么会自动生成迭代器对象.

生成迭代器代码的大致规则：
①将yield关键字前的代码，放到__next__()方法中.
②将yield关键字后的数据，作为__next__()方法的返回值.

举个例子(我们将之前的MyRange类进行改写)

代码：

结果：

若我们不定义类，而只定义包含yield的方法，来满足我们迭代的需求，该怎么做呢？

代码：

结果：

我们说这项技术，就叫做生成器generator函数.