python基础(part15)--迭代

鄙人学习笔记
开发工具：Spyder

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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)​​

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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 = stop
self.start = 0

def __next__(self):
if self.start + 1 > self.stop:
raise StopIteration()
temp = self.start
self.start += 1
return temp


class MyRange:
def __init__(self, stop):
self.stop = stop

def __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 StopIteration

return 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.

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