Python迭代器与生成器详解

本文将介绍Python中的迭代器和生成器的基础知识、定义方法、实现方式、常见用法以及注意事项等方面内容。

什么是迭代器？

迭代器是Python中一种数据访问方式。迭代器是一个可以记住遍历位置的对象，迭代器对象从集合的第一个元素开始访问，直到所有元素被访问完毕。迭代器只能往前遍历，不能后退。

Python的迭代器有两个基本的方法：__iter__() 和 __next__() 。

  class MyIterator:
        def __init__(self):
            self.data = [1, 2, 3, 4, 5]
            self.index = 0

        def __iter__(self):
            return self

        def __next__(self):
            if self.index >= len(self.data):
                raise StopIteration
            item = self.data[self.index]
            self.index += 1
            return item

    #使用自定义迭代器
    my_iterator = MyIterator()
    for i in my_iterator:
        print(i)    # 1 2 3 4 5

上述代码中，定义了一个名为MyIterator的迭代器类，包括__iter__()与__next__()方法。__init__()方法中定义了一个含有5个元素的列表，并将索引值初始化为0。

__iter__()方法直接返回自身，即实例本身，__next__()方法中，如果索引值超过了列表大小，即所有元素均已经访问完毕，则引发StopIteration异常。如果没有访问完毕，则将索引值加1并返回当前元素。代码中，使用自定义迭代器类创建的实例可以通过for循环遍历所有元素。

什么是生成器？

生成器是一种迭代器，而且它只能用于迭代操作。生成器是一个特殊的函数，运行到其中一个yield语句时就会返回生成器的一个对象，函数的本地状态会被保存下来，当再次调用时，则会从上次调用yield语句处继续执行。

    #使用生成器
    def my_range(n):
        i = 0
        while i < n:
            yield i
            i += 1

    #遍历生成器
    for i in my_range(5):
        print(i)    # 0 1 2 3 4

上述代码中定义了一个名为my_range的生成器，通过yield语句返回迭代器对象。当函数被调用时，它会立即返回一个生成器对象，然后在执行迭代操作时，每次执行到yield语句就会返回当前的值并保存当前的状态。