迭代器(Iterable)和for..in..的三种协议

一。迭代器协议

1. 迭代器协议：对象需要提供next方法，它要么返回迭代中的下一项，要么就引起一个StopIteration异常，以终止迭代

2. 可跌代对象：实现了迭代器协议的对象

3. 协议是一种约定,可迭代对象实现迭代器协议，在Python中，迭代是通过for ... in来完成的

二。什么是可迭代对象

>>> from collections import Iterable
>>> class Fib:
...     def __iter__(self):
...             pass
... 
>>> a = Fib()
>>> isinstance(a,Iterable)
True
>>>

实现了__iter__方法的对象就是可迭代对象，a 就是可迭代对象。

三。什么是迭代器

>>> from collections import Iterable
>>> class Fib1:
...     def __init__(self):
...         self.a = 0
...     def next(self):
...         self.a = self.a + 1
...         if self.a > 4:
...             raise StopIteration()
...         return self.a
... 
>>> class Fib:
...     def __iter__(self):
...         return Fib1()
... 
>>> a = Fib()
>>> b = iter(a)
>>> b.next()
1
>>> b.next()
2
>>> b.next()
3
>>> b.next()
4
>>> b.next()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 7, in next
StopIteration
>>>

a是可迭代对象，通过 iter(a) 让解析器调用a的 __iter__ 方法返回一个迭代器让 b 接收，b 就是一个迭代器对象，所以说，迭代器就是实现了 next 方法的对象。

整合一下上面例子可得

>>> a = Fib()
>>> b = iter(a)
>>> while True:
...     try:
...         b.next()
...     except StopIteration:
...         break
... 
1
2
3
4
>>>

用循环调用 b 的 next 方法来迭代。

再整合一下得

>>> a = Fib()
>>> for x in a:
...     print x
... 
1
2
3
4
>>>

可见，for...in 就是这样迭代可迭代对象的。

四。简单迭代器

以斐波那契数列为例，写一个简单的迭代器

>>> from collections import Iterable
>>> class Fib:
...     def __init__(self):
...         self.a,self.b = 0,1
...     def __iter__(self):
...         return self
...     def next(self):
...         self.a,self.b = self.b,self.a + self.b
...         if self.a > 100:
...             raise StopIteration()
...         return self.a
... 
>>> a = Fib()
>>> for n in a:
...     print n
... 
1
1
2
3
5
8
13
21
34
55
89
>>> isinstance(a,Iterable)
True
>>>

Fib既是一个可迭代对象（因为它实现了__iter__方法），又是一个迭代器对象（因为实现了next方法）

再简化一下，不用for....in....

>>> a = Fib()
>>> it = iter(a)                    // 解释器调用a的__iter__方法返回一个迭代器
>>> next(it)                        // 调用it的next方法
1
>>> next(it)
1
>>> next(it)
2
>>> next(it)
3
>>>

一个迭代器只迭代一次，重复跌代要获得新的迭代器。

五。for...in... 协议

1. 协议A: __iter__ + next

这是迭代器的协议，和上面说的一样，for..in.. 先调用iter(a) 让a的__iter__返回一个迭代器，然后循环这个迭代器的next方法直到没有下一个元素异常退出。

for...in... 首先执行跌达器，比如存在跌达和__getitem__就会以跌达器遍历.

2. 协议B: __getitem__

>>> class B:
...     def __getitem__(self,n):
...         print n
...         time.sleep(2)
...         return 'a'
... 
>>> b = B()
>>> for x in b:
...     print x
... 
0
a
1
a
2
a
3
a
4

n 一直循环的增长，直到有异常此循环才退出，一般作为下标索引遍历

>>> class B:
...     def __init__(self):
...         self.l = ['a','b','c','d','e']
...     def __getitem__(self,n):
...         return self.l[n]
... 
>>> b = B()
>>> for x in b:
...     print x
... 
a
b
c
d
e
>>>

3. 协议C: yield关键字

>>> def c():
...     yield 'a'
...     yield 'b'
...     yield 'c'
...     yield 'd'
... 
>>> c1 = c()
>>> print next(c1),next(c1),next(c1),next(c1),next(c1)
a b c d
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration
>>>

用for..in来

>>> c1 = c()
>>> for x in c1:
...     print x
... 
a
b
c
d
>>>

c1是生成器(generator),是可迭代对象，当然也是迭代器对象，不是一次性列出结果，用到了才按照某种规则得出结果，占用内存很少，用for...in...时不断循环调用 next() 方法，每次 next() 后 yield 返回一个值并挂起，到下次 next() 从上次挂起的 yield 接着执行，yield 和 return 一样返回值，生成器只迭代一次。

迭代器(Iterable)和for..in..的三种协议

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