生成器与迭代器

生成器与迭代器

一、生成器

1.列表推导式

列表推导式是Python内置的非常简单且强大的可以用来轻松创建列表的方法。它可以使用非常简单的语句利用其他列表创建新的列表。

例如，创建1到10的所有偶数的平方的列表：

list = [i*i for i in range(1,11) if i%2==0]
print(list)   #结果为：[4, 16, 36, 64, 100]

列表推导式的书写规则是，生成的元素放在语句前面，紧跟着的是for循环。

2.生成器表达式

列表一旦被创建，其包含的元素就实实在在地存在内存中，占据着内存空间，列表存放的是元素本身，而生成器存放的是算法，通过next()调用算法实时生成元素，因此生成器所占的内存空间很小。

将列表推导式的方括号[ ]改为小括号( )即可创建一个生成器，即：

list = [i*i for i in range(1,11) if i%2==0]     #列表表达式
print(list)      #打印列表表达式生成的新列表
list = (i*i for i in range(1,11) if i%2==0)     #生成器表达式
print(list)       #打印生成器
print(list.__next__())    #跟下面next()用法一样
print(next(list))             #生成元素

执行的结果为：

[4, 16, 36, 64, 100]
<generator object <genexpr> at 0x0000000000432CF0>
4
16

可以看到，列表list一旦被创建，内存中就存放所有元素，而生成器list的元素内容将随着next()函数的调用实时生成，直到最后没有元素可生成，抛出StopIteration错误。

3.生成器函数

生成器函数跟常规定义函数类型，只不过使用yield关键字返回结果而不是return关键字。即：

def test():
    yield 1  #相当于return
    yield 2
g = test()
print(g)
print(g.__next__())
print(g.__next__())

执行结果如下：

<generator object test at 0x0000000002432CF0>
1
2

生成器函数相比于普通函数的区别：

• 生成器代码更简洁
• 生成器内存占用极少
• 运行方式不同

生成器函数总结：

• 语法上和函数类似：生成器函数和常规函数几乎是一样的。它们都是使用def语句进行定义，差别在于，生成器使用yield语句返回一个值，而常规函数使用return语句返回一个值。
• 自动实现迭代器协议：对于生成器，Python会自动实现迭代器协议，以便应用到迭代背景中（for循环、sum函数）。由于生成器自动实现了迭代器协议，所以，我们可以调用它的next方法，并且，在没有值可以返回的时候，生成器自动产生Stopiteration异常。
• 状态挂起：生成器使用yield语句返回一个值。yield语句挂起该生成器函数的状态，保留足够的信息，以便之后从它离开的地方继续执行。

生成器注意事项：生成器只能遍历一次。

二、迭代器

能够用于for循环的对象均被称为可迭代对象。

（字符串、列表、元组、字典、集合、文件对象）这些都不是可迭代对象，只不过在for循环模式，调用他们内部的__iter__()方法，把他们变成了可迭代对象。即：

x='hello'
iter_test = x.__iter__()
print(iter_test)
print(iter_test.__next__())
print(iter_test.__next__())
print(iter_test.__next__())

执行结果如下：

<str_iterator object at 0x0000000002191358>
h
e
l

在所有可以用于for循环的对象中，生成器还可以被next()函数不断调用并生成下一个值，直到抛出StopIteration错误表示无法继续为止。

像生成器这种可以被next()函数调用并不断生成下一个值的对象被称为迭代器。