python迭代器&for循环原理

本节主要学习内容有两点：python迭代器；for循环原理。

在介绍这两点前我们要了解什么是可迭代对象，下面依次介绍之。

可迭代对象

可迭代对象（iterable）指的是可以依次返回其内部成员的对象。比如字符串、列表、字典、文件等都是可迭代对象。从语法方面说就是那些具有__iter__的方法的对象，对于类来说指的是那些具有__getitem__方法的对象。

迭代器

python一切皆对象，迭代器（iterator）也可以说是迭代器对象。具有__iter__方法的对象调用__iter__会返回一个迭代器对象。从语法上说就是那些同时具有__next__和__iter__方法的对象。

• 迭代器调用__next__方法会调用迭代器中的下一个值；
• 迭代器调用__iter__方法返回迭代器本身；

# 迭代器对象表示一种数据流，会通过重复调用其__next__方法（同将其传参给内置函数next）从数据流中返回一个元素；
# 当数据流中没有数据元素时，就会抛出一个 StopIterationd的异常。
# 迭代器也有一个__iter__方法，也就是说迭代器也是一个可迭代对象，我们又知道迭代器调用其__iter__方法返回的是其迭代器本身；
# 这看起来是似乎是多余鸡肋的，但如果从全局上看这样做的好处是巨大了，它能够让迭代器使用的更灵活（在可迭代器的位置上也可以使用迭代器）

>>> s={1,2,3}  # 可迭代对象s
>>> i=iter(s)  # 本质就是在调用s.__iter__(),返回s的迭代器对象i，
>>> next(i)    # 本质就是在调用i.__next__()
1
>>> next(i)
2
>>> next(i)
3
>>> next(i)  #抛出StopIteration的异常，代表无值可取，迭代结束

python文件是一个可迭代对象，同时也是一个迭代器。

迭代器是Python提供的一种统一的、不依赖于索引的迭代取值方式，只要存在多个"值"，无论序列类型还是非序列类型都可以按照迭代器的方式取值。

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迭代器优缺点

优点：

• 为序列和非序列类型提供了一种统一的迭代取值方式；
• 惰性取值；每次只取一个数据，不占内存；迭代器保存的是产生数据的算法，而不是实际的数据。

缺点：

• 除非取尽，否则无法获取迭代器的长度；
• 只能往后依次取值，不能返回头往前取值。就像象棋中的卒，只进不退。

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for循环原理

while循环是条件循环；for循环是迭代器循环；

刚开始接触python流程控制的循环结构时，我们知道while循环可以实现for循环的所有功能，之所以使用for循环主要是使用其方便又强大的遍历取值功能。for循环的这种遍历取值功能本质上是利用了迭代器的原理。

# while + iterator
goods=['mac','lenovo','acer','dell','sony']
goods_iterator = iter(goods)	 		# 等同于goods.__iter__()
while True:
    try:
    	print(next(goods_iterator))		# 等同于goods.__next__()
    except StopIteration:   			# 捕捉异常终止循环
        break
        
        
# for循环
for i in goods:
    print(i)

为什么for循环会如此简洁？这是因为for循环底层我们做了：

• 第一，调用可迭代对象的__iter__方法，将goods转化为迭代器goods_iterator；
• 第二，调用迭代器goods_iterator的__next__方法，返回出goods的第一个元素；
• 第三，循环步骤2，直到迭代器内数据流全部输出，捕获异常（）