python 迭代器|生成器

迭代器

• 迭代器的概述

　　迭代是指重复从对象中获取数据，直至结束。而所谓的迭代协议，概括起来就是用__iter__方法返回一个实现了__next__方法的迭代器对象。

　　迭代器使用了分离设计，是访问集合元素的一种方式。首先，对目标对象而言，迭代器是一种与自身逻辑无关的用户接口，组合显然比内联合适；其次，迭代分多次完成，需要保存进度。

而且还可能有重复迭代，以及同时进行多个迭代的情形。如何存储并管理这些状态？不如每次按需新建实例，单向存储进度。用完即毁，无需考虑太多。

• 迭代器的特点
  

1. 访问者不需要关心其内部结构，仅需通过__next__()方法不断去取下一个内容。
2. 迭代器不能随机访问，只能依次从头访问。
3. 迭代器进行元素访问时，不能回退。
4. 迭代器是单向存储进度，只进不退，空间用完即毁，节省内存。

• 迭代器的操作

　　iter（data）

　　实例：

#列表
n1 = iter(["you","are","a","pig",2333])
print(n1.__next__())
print(n1.__next__())
print(n1.__next__())
print(n1.__next__())
print(n1.__next__())

输出结果：　　

　　you
　　are
　　a
　　pig
　　2333

由结果可知，每次调用__next__方法太过繁琐，故可对其加以修改，使用for循环使其自动迭代。

n1 = iter(["you","are","a","pig",2333])
for i in n1:
    print(i)

　　尽管列表、字典等容器类型实现了迭代协议。但本质上，两者不属于同一层面。迭代器不仅是一种数据读取方法，而更多的是一种设计模式。

　　迭代器的重点是逻辑控制。调用方法发出请求，随后决策由迭代器决定。数据收敛，抽象和实现分离。

生成器（generator）

• 生成器的概述　　

　　生成器是迭代器的进化版本，用函数和表达式替代接口方法。其不仅简化了编码过程，还提供了更多控制能力用于复杂设计。生成器函数的特殊之处在于，其内部以yield返回迭代数据。这与普通函数不同，无论内部逻辑如何，其函数调用总是返回生成器对象。随后，以普通迭代器方式继续操作。

• yield的特点

1. yield 是一个类似 return 的关键字，迭代一次即调用一次__next__，当程序遇到yield时就停止便返回函数初始位置，下次迭代时，直接从yield后面的代码(下一行)开始执行。
2. yield可以随时切入切出循环，便是因为特点1.
3. yield可以随时中断一个函数。以yield为切换分界线，往复交替，直至函数结束。

def store_sort(count):
    while count>0:
        count -= 1
        yield 1
        print("胖成猪了，还吃！！！")

if __name__ == "__main__":
    you = store_sort(10)
    print(you.__next__())
    print(you.__next__())
    print(you.__next__())

输出结果：

　　1
　　胖成猪了，还吃！！！
　　1
　　胖成猪了，还吃！！！
　　1

　　由结果可知，每条yield语句对应一次__next__调用。可分裂多条__next__语句，或出现在循环语句中，只要结束函数流程，就相当于抛出迭代终止异常。

　　由上述列子store_sort(count)函数可知，只要有yield在整个函数便是一个生成器，而它返回的是一个迭代器。

　　使用yield还可以实现单线程中的异步并发效果，例如生产者--消费者模型。

import time

def consumer(name):
    print("%s 准备吃包子啦！"%name)
    while True:
        baozi = yield
        '''
        yield既可以返回一个值，也可以接受一个值。
        返回一个值：如 yield 1
        接收一个值：如 baozi = yield
        '''
        print("包子%s来啦，被%s吃了！"%(baozi,name))


def producer(name):
    c1 = consumer("小猪")
    c2 = consumer("佩奇")
    c1.__next__()
    c2.__next__()
    print("傻妞开始做包子啦！")
    for i in range(1,3):
        time.sleep(1)
        print("傻妞做了两个包子")
        c1.send(i)
        c2.send(i)
if __name__ == "__main__":
    producer("傻妞")

输出结果：

　　小猪 准备吃包子啦！
　　佩奇 准备吃包子啦！
　　傻妞开始做包子啦！
　　傻妞做了两个包子
　　包子1来啦，被小猪吃了！
　　包子1来啦，被佩奇吃了！
　　傻妞做了两个包子
　　包子2来啦，被小猪吃了！
　　包子2来啦，被佩奇吃了！

• 生成器方法

　　生成器的另一进化特征，就是提供双向通信能力。

　　生成器不再是简单的数据提供方（yield 1），其还可以作为接收方（baozi = yield）存在。如上述两个例子所示。生成器甚至能在外部停止迭代，或发送信号实现重置等自定义行为。

　　方法send除可以向yield传送数据外，其他与next完全一致。不过发送之前，须确保生成器已经启动。因为只有如此，才会进入函数执行流程，才会对外提供数据和交互。