Python迭代器,生成器,装饰器
迭代器
通常来讲从一个对象中依次取出数据，这个过程叫做遍历，这个手段称为迭代(重复执行某一段代码块，并将每一次迭代得到的结果作为下一次迭代的初始值)。
可迭代对象(iterable)：是指该对象可以被用于for…in…循环，例如：集合，列表，元祖，字典，字符串，迭代器等。
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在python中如果一个对象实现了 __iter__方法，我们就称之为可迭代对象，可以查看set\list\tuple…等源码内部均实现了__iter__方法
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如果一个对象未实现__iter__方法，但是对其使用for…in则会抛出TypeError: 'xxx' object is not iterable
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可以通过isinstance(obj,Iterable)来判断对象是否为可迭代对象。如：
from collections.abc import Iterable # int a a = 1 print(isinstance(a, Iterable)) # False # str b b = "lalalalala" print(isinstance(b, Iterable)) # True # set c c = set([1, 2]) print(isinstance(c, Iterable)) # True # list d d = [1,2,3,"a"] print(isinstance(d, Iterable)) # True # dict e e = {"a":1,"b":2,"c":333} print(isinstance(e, Iterable)) # True # tuple f f = (1,3,4,"b","d",) print(isinstance(f, Iterable)) # True我们也可以自己实现__iter__来将一个类实例对象变为可迭代对象： -
我们也可以自己实现__iter__来将一个类实例对象变为可迭代对象：
自己实现迭代对象的要求
1、在python中如果一个对象同时实现了__iter__和__next__(获取下一个值)方法，那么它就是一个迭代器对象。2、可以通过内置函数next(iterator)或实例对象的__next__()方法，来获取当前迭代的值
3、迭代器一定是可迭代对象，可迭代对象不一定是迭代器。
4、如果可迭代对象遍历完后继续调用next()，则会抛出：StopIteration异常。
from collections.abc import Iterator, Iterable class MyIterator: def __init__(self, array_list): self.array_list = array_list self.index = 0 def __iter__(self): return self def __next__(self): if self.index < len(self.array_list): val = self.array_list[self.index] self.index += 1 return val else: raise StopIteration # 父类如果是迭代器，子类也将是迭代器 class MySubIterator(MyIterator): def __init__(self): pass myIterator = MyIterator([1, 2, 3, 4]) # 判断是否为可迭代对象 print(isinstance(myIterator, Iterable)) # True # 判断是否为迭代器 print(isinstance(myIterator, Iterator)) # True # 子类实例化 mySubIterator = MySubIterator() print(isinstance(mySubIterator, Iterator)) # True # 进行迭代 print(next(myIterator)) # 1 print(myIterator.__next__()) # 2 print(next(myIterator)) # 3 print(next(myIterator)) # 4 print(next(myIterator)) # raise StopIteration -
迭代器优缺点：
- 优点： 迭代器对象表示的是一个数据流，可以在需要时才去调用next来获取一个值；因而本身在内存中始终只保留一个值， 对于内存占用小可以存放无限数据流。 优于其他容器需要一次将所有元素都存放进内存，如：列表、集合、字典...等。 - 缺点： 1.无法获取存放的元素长度，除非取完计数。 2.取值不灵活，只能向后取值，next()永远返回的是下一个值；无法取出指定值(无法像字典的key,或列表的下标)，而且迭代器对象的生命周期是一次性的，元素被迭代完则生命周期结束。
生成器
定义：在Python中，一边循环一边计算的机制，称为生成器：generator；同时生成器对象也是迭代器对象，所以他有迭代器的特性；
例如支持for循环、next()方法…等
作用：对象中的元素是按照某种算法推算出来的，在循环的过程中不断推算出后续的元素，这样就不必创建完整的list，从而节省大量的空间。 简单生成器：通过将列表生成式[]改成()即可得到一个生成器对象。
# 列表生成式
_list = [i for i in range(10)]
print(type(_list)) # <class 'list'>
print(_list) # [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
# 生成器
_generator = (i for i in range(10))
print(type(_generator)) # <class 'generator'>
print(_generator) # <generator object <genexpr> at 0x7fbcd92c9ba0>
# 生成器对象取值
print(_generator.__next__()) # 0
print(next(_generator)) # 1
# 注意从第三个元素开始了！
for x in _generator:
print(x) # 2，3，4，5，6，7，8，9
因为生成器对象也有迭代器的特性，所以元素迭代完后继续调用next()方法则会引发StopIteration。
函数对象生成器：带yield语句的函数对象的返回值则是个生成器对象。
def gen_generator():
yield 1
def func():
return 1
print(gen_generator(), type(gen_generator()))
# <generator object gen_generator at 0x7fe68b2c8b30> <class 'generator'>
print(func(), type(func()))
# 1 <class 'int'>
def gen_generator():
yield "start"
for i in range(2):
yield i
yield "finish"
gen = gen_generator()
print("从gen对象中取出第一个值",next(gen))
print("从gen对象中取出第二个值",next(gen))
print("从gen对象中取出第三个值",next(gen))
print("从gen对象中取出第四个值",next(gen))
#
#从gen对象中取出第一个值 start
#从gen对象中取出第二个值 0
#从gen对象中取出第三个值 1
#从gen对象中取出第四个值 finish
#
# StopIteration
#print("从gen对象中取出五个值",next(gen))
#就相当于
#gen2 = (i for i in ["start",1,2,"finish"])
注意：yield 一次只会返回一个元素，即使返回的元素是个可迭代对象，也是一次性返回
def gen_generator2():
yield [1, 2, 3]
s = gen_generator2()
print(next(s)) # [1, 2, 3]
yield生成器高级应用： send()方法，传递值给yield返回(会立即返回!)；
如果传None，则等同于next(generator)。
def consumer():
r = ''
while True:
n = yield r
if not n:
return
print(f'[CONSUMER] Consuming get params.. ({n})')
if n == 3:
r = '500 Error'
else:
r = '200 OK'
def produce(c):
c.send(None) # 启动生成器
n = 0
while n < 5:
n = n + 1
print(f'[PRODUCER] Producing with params.. ({n})')
r = c.send(n) # 一旦n有值，则切换到consumer执行
print(f'[PRODUCER] Consumer return : [{r}]')
if not r.startswith('200'):
print("消费者返回服务异常，则结束生产，并关闭消费者")
c.close() # 关闭生成器
break
consume = consumer()
produce(consume)
[PRODUCER] Producing with params.. (1)
[CONSUMER] Consuming get params.. (1)
[PRODUCER] Consumer return : [200 OK]
[PRODUCER] Producing with params.. (2)
[CONSUMER] Consuming get params.. (2)
[PRODUCER] Consumer return : [200 OK]
[PRODUCER] Producing with params.. (3)
[CONSUMER] Consuming get params.. (3)
[PRODUCER] Consumer return : [500 Error]
消费者返回服务异常，则结束生产，并关闭消费者
yield from iterable 语法，基本作用为：返回一个生成器对象，提供一个“数据传输的管道”，
yield from iterable 是 for item in iterable: yield item的缩写；
并且内部帮我们实现了很多异常处理，简化了编码复杂度。 yield 无法获取生成器return的返回值：
def my_generator2(n, end_case):
for i in range(n):
if i == end_case:
return f'当 i==`{i}`时，中断程序。'
else:
yield i
g = my_generator2(5, 2) # 调用
try:
print(next(g)) # 0
print(next(g)) # 1
print(next(g)) # 此处要触发end_case了
except StopIteration as exc:
print(exc.value) # 当 i==`2`时，中断程序。
使用yield from 可以简化成：
def my_generator3(n, end_case):
for i in range(n):
if i == end_case:
return f'当 i==`{i}`时，中断程序。'
else:
yield i
def wrap_my_generator(generator): # 将my_generator的返回值包装成一个生成器
result = yield from generator
yield result
g = my_generator3(5, 2) # 调用
for _ in wrap_my_generator(g):
print(_)
# 输出：
# 0
# 1
# 当 i==`2`时，中断程序。
"""
yield from 有以下几个概念名词：
1、调用方：调用委派生成器的客户端（调用方）代码（上文中的wrap_my_generator(g)）
2、委托生成器：包含yield from表达式的生成器函数(包装)，作用就是提供一个数据传输的管道（上文中的wrap_my_generator）
3、子生成器：yield from后面加的生成器函数对象（上文中的my_generator3的实例对象g）
调用方是通过这个 “包装函数” 来与生成器进行交互的，即“调用方——>委托生成器——>生成器函数”
下面有个例子帮助大家理解
"""
# 子生成器
def average_gen():
total = 0
count = 0
average = 0
while True:
new_num = yield average
if new_num is None:
break
count += 1
total += new_num
average = total / count
# 每一次return，都意味着当前协程结束。
return total, count, average
# 委托生成器
def proxy_gen():
while True:
# 只有子生成器要结束（return）了，yield from左边的变量才会被赋值，后面的代码才会执行。
total, count, average = yield from average_gen()
print("总共传入 {} 个数值， 总和：{}，平均数：{}".format(count, total, average))
# 调用方
def main():
calc_average = proxy_gen()
next(calc_average) # 激活协程
calc_average.send(10) # 传入：10
calc_average.send(None) # 结束协程 send(None)等于next(calc_acerage)，也就是会走到average_gen里面的return语句
print("================== 重开协程 ===================")
calc_average.send(20) # 传入：20
calc_average.send(30) # 传入：30
calc_average.send(None) # 结束协程
if __name__ == '__main__':
main()
# 输出：
# 总共传入 1 个数值， 总和：10，平均数：10.0
# ================== 重开协程 ===================
# 总共传入 2 个数值， 总和：50，平均数：25.0
装饰器
一句话来解释装饰器，就是函数的嵌套调用
主要应用在3个方面：
- 打印程序的执行时间
- 收集程序的执行日志
- 用于接口访问鉴权
先看一个简单的例子
def decorator_get_function_name(func):
"""
获取正在运行函数名
:return:
"""
def wrapper(*arg):
"""
wrapper
:param arg:
:return:
"""
print(f"当前运行方法名：{func.__name__} with params: {arg}")
return func(*arg)
return wrapper
# @func_name是python的语法糖
@decorator_get_function_name
def test_func_add(x, y):
print(x + y)
def test_func_sub(x, y):
print(x - y)
test_func_add(1, 2)
# 输出：
# 当前运行方法名：test_func_add with params: (1, 2)
# 3
# 不使用语法糖的话也可以用以下方法，效果是一样的
decorator_get_function_name(test_func_sub)(3, 5)
# 还记得前文讲的引用吗？我们还可以换种写法达到跟👆一样的效果
dec_obj = decorator_get_function_name(test_func_sub) # 这里等同于wrapper对象
dec_obj(3,5) # 这里等同于wrapper(3,5)
# 输出：
# 当前运行方法名：test_func_sub with params: (3, 5)
# -2
常用于如鉴权校验，例如笔者会用于登陆校验：
def login_check(func):
def wrapper(request, *args, **kwargs):
if not request.session.get('login_status'):
return HttpResponseRedirect('/api/login/')
return func(request, *args, **kwargs)
return wrapper
@login_check
def edit_config():
pass
多个装饰器事例
def w1(func):
@wraps(func)
def wrapper(*args, **kwargs):
print("这里是第一个校验")
return func(*args, **kwargs)
return wrapper
def w2(func):
@wraps(func)
def wrapper(*args, **kwargs):
print("这里是第二个校验")
return func(*args, **kwargs)
return wrapper
def w3(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
print("这里是第三个校验")
return func(*args, **kwargs)
return wrapper
@w2 # 这里其实是w2(w1(f1))
@w1 # 这里是w1(f1)
def f1():
print(f"i`m f1, at {f1}")
f1()
这里是第二个校验
这里是第一个校验
i`m f1, at <function f1 at 0x113fe83a0>
注意：写一个decorator的时候，最好在实现之前加上functools的wrap，它能保留原有函数的名称和函数属性
#不加wraps
def my_decorator(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
'''decoratord'''
print('Calling decorated function...')
return func(*args, **kwargs)
return wrapper
@my_decorator
def example():
"""Docstring"""
print('Called example function')
print(example.__name__, example.__doc__)
# 加wraps
import functools
def my_decorator(func):
@functools.wraps(func)
def wrapper(*args, **kwargs):
'''decorator'''
print('Calling decorated function...')
return func(*args, **kwargs)
return wrapper
@my_decorator
def example():
"""Docstring"""
print('Called example function')
print(example.__name__, example.__doc__)
##########################
wrapper decoratord
example Docstring
日志打印事例
from functools import wraps
# 这是装饰函数
def logger(func):
@wraps(func)
def wrapper(*args, **kw):
print('我准备开始计算：{} 函数了:'.format(func.__name__))
# 真正执行的是这行。
func(*args, **kw)
print('啊哈，我计算完啦。给自己加个鸡腿！！')
return wrapper
@logger
def add(x, y):
print('{} + {} = {}'.format(x, y, x+y))
add(200, 50)
##########################
我准备开始计算：add 函数了:
200 + 50 = 250
啊哈，我计算完啦。给自己加个鸡腿！！
带参数的装饰器实现
from functools import wraps
def say_hello(contry):
@wraps(contry)
def wrapper(func):
def deco(*args, **kwargs):
if contry == "china":
print("你好!")
elif contry == "america":
print('hello.')
else:
return
# # 真正执行函数的地方
func(*args, **kwargs)
return deco
return wrapper
@say_hello("china")
def chinese():
print("我来自中国。")
@say_hello("america")
def american():
print("I am from America.")
chinese()
american()
#######################
你好!
我来自中国。
hello.
I am from America.
装饰器类
以上都是基于函数实现的装饰器，在阅读别人代码时，还可以时常发现还有基于类实现的装饰器。
基于类装饰器的实现，必须实现 call 和 __init__两个内置函数。
init ：接收被装饰函数
call ：实现装饰逻辑。
1、不带参数
class logger(object):
def __init__(self, func):
self.func = func
def __call__(self, *args, **kwargs):
print("[INFO]: the function {func}() is running..."\
.format(func=self.func.__name__))
return self.func(*args, **kwargs)
@logger
def say(something):
print("say {}!".format(something))
say("hello")
################
[INFO]: the function say() is running...
say hello!
2、带参数的类
#带参数装饰器
class logger(object):
def __init__(self,level='INFO'):
self.level = level
def __call__(self,func):
def wrapper(*args, **kwargs):
print("[{level}]: the function {func}() is running..." \
.format(level=self.level, func=func.__name__))
func(*args,**kwargs)
return wrapper
@logger(level='WARNING')
def say(something):
print("say {}!".format(something))
say("hello")
#########################
[WARNING]: the function say() is running...
say hello!
