python中的迭代器和生成器

最近在看scrapy，在spider.py中，每次调用函数的时候都会用到yield，所以查了查，在python中有迭代器和生成器两种

迭代器：是一个实现了迭代器协议的对象，python的一些内置数据类型（列表，数组，字符串，字典等）都可以通过for语句进行迭代，我们也可以自己创建一个容器，实现了迭代器协议，可以通过for，next方法进行迭代，在迭代的末尾，会引发stopIteration异常。

博客中介绍的迭代器：

那么什么迭代器呢？它是一个带状态的对象，他能在你调用next()方法的时候返回容器中的下一个值，任何实现了__iter__和__next__()（python2中实现next()）方法的对象都是迭代器，__iter__返回迭代器自身，__next__返回容器中的下一个值，如果容器中没有更多元素了，则抛出StopIteration异常，至于它们到底是如何实现的这并不重要。

所以，迭代器就是实现了工厂模式的对象，它在你每次你询问要下一个值的时候给你返回。有很多关于迭代器的例子，比如itertools函数返回的都是迭代器对象。

class Fib:
    def __init__(self):
        self.prev = 0
        self.curr = 1

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self):
        value = self.curr
        self.curr += self.prev
        self.prev = value
        return value

>>> f = Fib()
>>> list(islice(f, 0, 10))
[1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55]

Fib既是一个可迭代对象（因为它实现了__iter__方法），又是一个迭代器（因为实现了__next__方法）。实例变量prev和curr用户维护迭代器内部的状态。每次调用next()方法的时候做两件事：

  1. 为下一次调用next()方法修改状态
  2. 为当前这次调用生成返回结果

迭代器就像一个懒加载的工厂，等到有人需要的时候才给它生成值返回，没调用的时候就处于休眠状态等待下一次调用。

生成器生成器（generator）是通过yield语句快速生成迭代器，可以不用iter和next方法 
yield可以使一个普通函数变成一个生成器，并且相应的next()方法返回是yield后的值。一种更直观的解释是：程序执行到yield时会返回结果并暂停，再次调用next时会从上次暂停的地方继续开始执行。 
显然，生成器自身有构成一个迭代器，每次迭代时使用一个yield返回 的值，一个生成器中可以有多个yield的值

博客中的解释是

生成器算得上是Python语言中最吸引人的特性之一，生成器其实是一种特殊的迭代器，不过这种迭代器更加优雅。它不需要再像上面的类一样写__iter__()和__next__()方法了，只需要一个yiled关键字。 生成器一定是迭代器（反之不成立），因此任何生成器也是以一种懒加载的模式生成值。用生成器来实现斐波那契数列的例子是：

def fib():
    prev, curr = 0, 1
    while True:
        yield curr
        prev, curr = curr, curr + prev

>>> f = fib()
>>> list(islice(f, 0, 10))
[1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55]

fib就是一个普通的python函数，它特殊的地方在于函数体中没有return关键字，函数的返回值是一个生成器对象。当执行f=fib()返回的是一个生成器对象，此时函数体中的代码并不会执行，只有显示或隐示地调用next的时候才会真正执行里面的代码。

生成器在Python中是一个非常强大的编程结构，可以用更少地中间变量写流式代码，此外，相比其它容器对象它更能节省内存和CPU，当然它可以用更少的代码来实现相似的功能。现在就可以动手重构你的代码了，但凡看到类似：

def something():
    result = []
    for ... in ...:
        result.append(x)
    return result

生成器是一种迭代器，是一种特殊的函数，使用yield操作将函数构造成迭代器。普通的函数有一个入口，有一个返回值；当函数被调用时，从入口开始执行，结束时返回相应的返回值。生成器定义的函数，有多个入口和多个返回值；对生成器执行next()操作，进行生成器的入口开始执行代码，yield操作向调用者返回一个值，并将函数挂起；挂起时，函数执行的环境和参数被保存下来；对生成器执行另一个next()操作时，参数从挂起状态被重新调用，进入上次挂起的执行环境继续下面的操作，到下一个yield操作时重复上面的过程。Python的循环操作与C语言的实现不同，如果使用List等数据结构需要耗费大量的内容；循环操作中使用生成器只需要在内存中实例化一个对象，可以减少内存占用，提高循环操作的执行速度。

>>>def myG():
...  yield 1
...  yield 2
...  yield 3
...
>>>g=myG()
>>>next(g)
1
>>>next(g)
2
>>>next(g)
3
>>>next(g)
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration
>>>g2=myG()
>>>for i in g2:
...  print(i)
1
2
3

生成器表达式
for...[if]...语句可以简洁的构建一个List，同时也可以用来构建生成器

>>>a=[7,8,9]
>>>b=[i**2 for i in a]
>>>b
[49, 64, 81]
>>>ib=(i**2 for i in a)
>>>ib
<generator object <genexpr> at 0x7f72291217e0>
>>>next(ib)
49
>>>next(ib)
64
>>>next(ib)
81
>>>next(ib)
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

迭代器(Iterator)与生成器(Generator)的区别
迭代器是一个更抽象的概念，任何对象，如果它的类有next方法（next python3)和iter方法返回自己本身。

每个生成器都是一个迭代器，但是反过来不行。通常生成器是通过调用一个或多个yield表达式构成的函数s生成的。同时满足迭代器的定义。

当你需要一个类除了有生成器的特性之外还要有一些自定义的方法时，可以使用自定义的迭代器，一般来说生成器更方便，更简单。

推荐网站：http://www.jb51.net/article/86983.htm

range（1000）会返回一个长度为1000的数组，而xrange（1000）会返回一个生成器，在需要的情况下返回一个数字，此时空间的占用情况会大为减少。所以为了提升性能，在做循环的时候，应该尽可能的使用xrange，除非需要用range返回一个数组

posted on 2017-11-26 19:57  `Elaine  阅读(211)  评论(0)  编辑  收藏  举报

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