day4-迭代器

一、简述

　　我们经常使用for循环去遍历一些序列数据，但是我们有的时间发现for循环的效率很低，而且很占用了大量的硬件资源，但是有的for循环遍历效率很高，而且很节省硬件资源，这是为什么呢？有人说是生成器的原因。

二、可迭代对象

1、for循环数据类型

• 集合数据类型，如：list、tuple、dict、set、str、bytes(字节)等。
• 生成器(generator)，包括生成器和带yield的生成器函数。

2、定义

　　可迭代对象(Iterable):直接用于for循环遍历数据的对象

3、用isinstance()方法判断一个对象是否是Iterable对象

>>> from  collections import  Iterable
>>> isinstance([],Iterable)  #列表
True
>>> isinstance((),Iterable)  #元组
True
>>> isinstance({},Iterable)  #字典
True
>>> isinstance('abc',Iterable)  #字符串
True
>>> isinstance(100,Iterable)   #整型
False

 注：生成器不但可以作用于for循环，还可以被__next__()函数不断调用，并且返回下一个值，直到最后抛出StopIteration错误表示无法继续返回下一个值而抛出的异常。

三、迭代器

1、定义

　　迭代器(Iterator)：可以用__next__()函数调用并不断的返回下一个值的对象称为迭代器。

2、用isinstance()方法判断一个对象是否是Iterator对象

>>> from  collections import  Iterator
>>> isinstance((i*2 for i in range(5)),Iterator)  #生成器
True
>>> isinstance([],Iterator)  #列表
False
>>> isinstance({},Iterator)   #字典
False
>>> isinstance('abc',Iterator)   #字符串
False

 通过上面的例子可以看出，生成器都是Iterator对象，但是list、dict、str虽然是Iterable对象，却不是Iterator对象。

3、iter()函数

功能：把list、dict、str等Iterable对象变成Iterator对象。

>>> from  collections import  Iterator
>>> isinstance(iter([]),Iterator)
True
>>> isinstance(iter({}),Iterator)
True

 4、为什么list、dict、str等数据类型不是Iterator?

　　这是因为python的Iterator对象表示的是一个数据流，Iterator对象可以被__next__()函数调用并不断返回下一个数据，直到没有数据时抛出StopIteration错误。可以把这个数据流看做是一个有序序列，但我们却不能提前知道序列的长度，只能不断通过__next__()函数实现按需计算下一个数据，所以Iterator的计算是惰性的，只有在需要返回下一个数据时才会计算。

注：Iterator甚至可以表示一个无限大的数据流，例如：全体自然数。而使用list是永远不可能存储全体自然数的。

四、rang()方法

在python2.7和python3的range()方法实现的原理是不一样的，下面我们就来用代码看看，代码如下：

>>> range(5)  #python2.7
[0, 1, 2, 3, 4]
>>> xrange(5) #python2.7
xrange(5)
>>> range(5)  #python3.5
range(0, 5)

从上面的代码可以看出，在python2.7中rang()只是一个list，在python3中是一个迭代器，python2.7中xrange()跟python3中的range()功能是一样的。

python3中的range()方法实现的原理如下：

for x in range(5):
    pass

 实际相当于：

# 首先获得Iterator对象:
it = iter([1, 2, 3, 4, 5])
# 循环:
while True:
    try:
        # 获得下一个值:
        x = next(it)
    except StopIteration:
        # 遇到StopIteration就退出循环
        break

 五、总结

1. 凡是可以作用于for循环的对象都是Iterable类型。
2. 凡是作用于__next__()函数的对象都是Iterator类型，它们表示一个惰性计算的序列。
3. 集合数据类型，例如：list、dict、str等，是Iterable但不是Iterator
4. 集合数据类型可以通过iter()函数获得一个Iterator对象。