Python3学习笔记之迭代器 生成器 面向过程编程

1.　　迭代器

　　　　1.　　什么是迭代

　　　　　　　　迭代是一个重复的过程，每次重复即一次迭代，并且每次迭代的结果都是下一次迭代的初始值

while True: #只是单纯地重复，因而不是迭代
    print('===>') 
    
l=[1,2,3]
count=0
while count < len(l): #迭代
    print(l[count])
    count+=1

　　　　2.　　为什么要用迭代器

　　　　　　　　对于序列类型：字符串、列表、元组，我们可以使用索引的方式迭代取出其包含的元素。

　　　　　　　　但对于字典、集合、文件等类型是没有索引的，若还想取出其内部包含的元素，则必须找出一种不依赖于索引的迭代方式，这就是迭代器　　　　

　　　　3.　　可迭代对象

　　　　　　　　内部含有'__iter__'方法的数据就是可迭代对象

　　　　　　　　字符串，列表，元组，字典，集合，文件都包含__iter__方法，所以都是可迭代对象

　　　　4.　　迭代器对象

　　　　　　　　内部含有'__iter__'方法并且含有'__next__'方法就是迭代器

　　　　　　　　字符串，列表，元组，字典，集合没有__next__

　　　　　　　　文件两个方法都包含

　　　　　　　　　　open('1.txt','r').__iter__()

　　　　　　　　　　open('1.txt','r').__next__()　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　5.　　如何将可迭代对象转换为迭代器对象

list1=[1,2,3,4]
iter1=iter(list1)  #可迭代对象转换为迭代器
iter2=list1.__iter__()
print(iter1)
print(iter1.__next__())

　　　　6.　　迭代器对象的使用

dic={'a':1,'b':2,'c':3}
iter_dic=dic.__iter__() #得到迭代器对象，迭代器对象即有__iter__又有__next__，但是：迭代器.__iter__()得到的仍然是迭代器本身
iter_dic.__iter__() is iter_dic #True

print(iter_dic.__next__()) #等同于next(iter_dic)
print(iter_dic.__next__()) #等同于next(iter_dic)
print(iter_dic.__next__()) #等同于next(iter_dic)
# print(iter_dic.__next__()) #抛出异常StopIteration，或者说结束标志

#有了迭代器，我们就可以不依赖索引迭代取值了
iter_dic=dic.__iter__()
while 1:
    try:
        k=next(iter_dic)
        print(dic[k])
    except StopIteration:
        break

　　　　7.　　for循环

#基于for循环，我们可以完全不再依赖索引去取值了
dic={'a':1,'b':2,'c':3}
for k in dic:
    print(dic[k])

#for循环的工作原理
#1：执行in后对象的dic.__iter__()方法，得到一个迭代器对象iter_dic
#2: 执行next(iter_dic),将得到的值赋值给k,然后执行循环体代码
#3: 重复过程2，直到捕捉到异常StopIteration,结束循环　　

　　　　8.　　迭代器的优缺点

#优点：
  - 提供一种统一的、不依赖于索引的迭代方式
  - 惰性计算，节省内存
#缺点：
  - 无法获取长度（只有在next完毕才知道到底有几个值）
  - 一次性的，只能往后走，不能往前退　

2.　　生成器

　　　　1.　　什么是生成器

#只要函数内部包含有yield关键字，那么函数名()的到的结果就是生成器，并且不会执行函数内部代码

def func():
    print('====>first')
    yield 1
    print('====>second')
    yield 2
    print('====>third')
    yield 3
    print('====>end')

g=func()
print(g) #<generator object func at 0x0000000002184360> 

　　　　2.　　生成器本质就是迭代器

g.__iter__()
g.__next__()　　　　　　　　　　　　

　　　　3.　　例子

　　　　　　　　1.　　自定义函数模拟range(1,7,2)

def my_range(start,end,bushu):
    while start < end:
        yield start
        start+=bushu
res=my_range(1,7,2)
for i in res:
    print(i)

　　　　　　　　2.　　模拟管道，实现功能：tail -f access.log | grep '404'

import time
def tail(filepath):
    with open(filepath,'rb') as f:
        f.seek(0,2)
        while True:
            line=f.readline()
            if line:
                yield line
            else:
                time.sleep(0.2)

def grep(pattern,lines):
    for line in lines:
        line=line.decode('utf-8')
        if pattern in line:
            yield line

for line in grep('404',tail('access.log')):
    print(line,end='')


#测试
with open('access.log','a',encoding='utf-8') as f:
    f.write('出错啦404\n')

　　　　　　　　3.　　yield的表达式

def eater(name):
    print('%s 准备开始吃饭啦' %name)
    food_list=[]
    while True:
        food=yield food_list
        print('%s 吃了 %s' % (name,food))
        food_list.append(food)
g=eater('egon')
g.send(None) #对于表达式形式的yield，在使用时，第一次必须传None，g.send(None)等同于next(g)
g.send('蒸羊羔')
g.send('蒸鹿茸')
g.send('蒸熊掌')
g.send('烧素鸭')
g.send('烧素鹅')
g.send('烧鹿尾')

　　　　4.　　yield总结

　　　　　　　　1.　　把函数做成迭代器

　　　　　　　　2.　　对比return,可以返回多次值，可以挂起保存函数的运行状态　　　　　　　　

3.　　面向过程编程

#1、首先强调：面向过程编程绝对不是用函数编程这么简单，面向过程是一种编程思路、思想，而编程思路是不依赖于具体的语言或语法的。言外之意是即使我们不依赖于函数，也可以基于面向过程的思想编写程序

#2、定义
面向过程的核心是过程二字，过程指的是解决问题的步骤，即先干什么再干什么

基于面向过程设计程序就好比在设计一条流水线，是一种机械式的思维方式

#3、优点：复杂的问题流程化，进而简单化

#4、缺点：可扩展性差，修改流水线的任意一个阶段，都会牵一发而动全身

#5、应用：扩展性要求不高的场景，典型案例如linux内核，git，httpd

#6、举例
流水线1：
用户输入用户名、密码--->用户验证--->欢迎界面

流水线2：
用户输入sql--->sql解析--->执行功能

　　　　1.　　例子

#=============复杂的问题变得简单
#注册功能:
#阶段1: 接收用户输入账号与密码,完成合法性校验
def talk():
    while True:
        username=input('请输入你的用户名: ').strip()
        if username.isalpha():
            break
        else:
            print('用户必须为字母')

    while True:
        password1=input('请输入你的密码: ').strip()
        password2=input('请再次输入你的密码: ').strip()
        if password1 == password2:
            break
        else:
            print('两次输入的密码不一致')

    return username,password1

#阶段2: 将账号密码拼成固定的格式
def register_interface(username,password):
    format_str='%s:%s\n' %(username,password)
    return format_str

#阶段3: 将拼好的格式写入文件
def handle_file(format_str,filepath):
    with open(r'%s' %filepath,'at',encoding='utf-8') as f:
        f.write(format_str)


def register():
    user,pwd=talk()
    format_str=register_interface(user,pwd)
    handle_file(format_str,'user.txt')


register()


#=============牵一发而动全身,扩展功能麻烦
#阶段1: 接收用户输入账号与密码,完成合法性校验
def talk():
    while True:
        username=input('请输入你的用户名: ').strip()
        if username.isalpha():
            break
        else:
            print('用户必须为字母')

    while True:
        password1=input('请输入你的密码: ').strip()
        password2=input('请再次输入你的密码: ').strip()
        if password1 == password2:
            break
        else:
            print('两次输入的密码不一致')


    role_dic={
        '1':'user',
        '2':'admin'
    }
    while True:
        for k in role_dic:
            print(k,role_dic[k])

        choice=input('请输入您的身份>>: ').strip()
        if choice not in role_dic:
            print('输入的身份不存在')
            continue
        role=role_dic[choice]

    return username,password1,role

#阶段2: 将账号密码拼成固定的格式
def register_interface(username,password,role):
    format_str='%s:%s:%s\n' %(username,password,role)
    return format_str

#阶段3: 将拼好的格式写入文件
def handle_file(format_str,filepath):
    with open(r'%s' %filepath,'at',encoding='utf-8') as f:
        f.write(format_str)


def register():
    user,pwd,role=talk()
    format_str=register_interface(user,pwd,role)
    handle_file(format_str,'user.txt')


register()