摘要：本文重點(diǎn)掌握可迭代的對(duì)象的定義掌握可迭代對(duì)象迭代器與生成器之間的關(guān)系和異同熟悉標(biāo)準(zhǔn)庫中生成器。二迭代器迭代器介紹迭代器用于從集合中取出元素的對(duì)象。若想再次迭代須重建迭代器。迭代器檢查方式調(diào)用，。區(qū)別可迭代的對(duì)象不是迭代器。

導(dǎo)語：本文章記錄了本人在學(xué)習(xí)Python基礎(chǔ)之控制流程篇的重點(diǎn)知識(shí)及個(gè)人心得，打算入門Python的朋友們可以來一起學(xué)習(xí)并交流。

本文重點(diǎn)：

1、掌握可迭代的對(duì)象的定義；
2、掌握可迭代對(duì)象、迭代器與生成器之間的關(guān)系和異同；
3、熟悉標(biāo)準(zhǔn)庫中生成器。

可迭代的對(duì)象：使用iter內(nèi)置函數(shù)可以獲取迭代器的對(duì)象。如果對(duì)象實(shí)現(xiàn)了能返回迭代器的__iter__方法，那么對(duì)象就是可迭代的。如果沒有實(shí)現(xiàn)__iter__而實(shí)現(xiàn)了__getitem__方法，并且其參數(shù)是從零開始的索引，這種對(duì)象如序列也是可迭代的。
向后兼容：之所以任何Python序列可迭代是為了向后兼容。

當(dāng)解釋器需要迭代對(duì)象時(shí)，會(huì)自動(dòng)調(diào)用iter(x)：

若對(duì)象實(shí)現(xiàn)了__iter__方法，獲取一個(gè)迭代器；

若對(duì)象沒實(shí)現(xiàn)__iter__方法，但實(shí)現(xiàn)了__getitem__方法，Python會(huì)創(chuàng)建一個(gè)迭代器，嘗試從索引0開始獲取元素；

若嘗試失敗，Python拋出TypeError。

標(biāo)準(zhǔn)的序列都實(shí)現(xiàn)了__iter__方法，這是鴨子類型的極端形式。
在白鵝類型中，只要對(duì)象實(shí)現(xiàn)了__iter__方法，那么它就是可迭代的對(duì)象。

注意：
（1）只有實(shí)現(xiàn)了__iter__方法的對(duì)象能通過子類測(cè)試issubclass(Object,abc.Iterator)
（2）檢查對(duì)象能否迭代最準(zhǔn)確的方法是調(diào)用iter(x)函數(shù)，如果不可迭代再處理TypeError。因?yàn)閕ter(x)會(huì)考慮到實(shí)現(xiàn)__getitem__方法的部分可迭代對(duì)象。

迭代器：用于從集合中取出元素的對(duì)象。
迭代器的功能：用于支持下列操作

for循環(huán)

構(gòu)建和擴(kuò)展集合類型

逐行遍歷文本文件

列表推導(dǎo)、字典推導(dǎo)和集合推導(dǎo)

元組拆包

調(diào)用函數(shù)時(shí)，使用 * 拆包實(shí)參

迭代器的接口協(xié)議：

__next__，返回下一個(gè)可用的元素。當(dāng)沒有元素時(shí)拋出StopIteration異常。

__iter__，返回self，即迭代器本身。

迭代器特點(diǎn)：

可迭代。由于Python中的迭代器實(shí)現(xiàn)了__iter__方法，因此也可以迭代。

易耗損。迭代器經(jīng)過一次逐次取值的循環(huán)后便耗盡了。若想再次迭代須重建迭代器。

迭代器檢查方式：調(diào)用isinstance(object，abc.Iterator)。
檢查原理：歸結(jié)于Iterator.__subclasshook__方法。無論對(duì)象所屬的類是Iterator的真實(shí)子類還是虛擬子類，都能夠檢查。

聯(lián)系：Python從可迭代的對(duì)象中獲取迭代器。

區(qū)別：可迭代的對(duì)象不是迭代器。

迭代器模式：按需一次獲取一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。
掃描內(nèi)存中放不下的數(shù)據(jù)集時(shí)，我們要找到一種惰性獲取數(shù)據(jù)項(xiàng)的方式，即按需一次獲取一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。這就是迭代器模式（Iterator pattern） 。
迭代器模式的用途：

訪問一個(gè)聚合對(duì)象的內(nèi)容而無需暴露它的內(nèi)部表示；

支持對(duì)聚合對(duì)象的多種遍歷；

為遍歷不同的聚合結(jié)構(gòu)提供一個(gè)統(tǒng)一的接口（即支持多態(tài)迭代）。

下面構(gòu)造一個(gè)可以處理文本匹配并迭代的實(shí)例：

import reprlib
import re

reword=re.compile("w+")
#第一版：迭代器模式
class Sentence:
    def __init__(self,text):
        self.text=text
        self.words=reword.findall(text)
    def __repr__(self):
        return "Sentence({})".format(reprlib.repr(self.text))
    def __iter__(self):
        return SentenceIterator(self.words)
class SentenceIterator:
    def __init__(self,text):
        self.words=text
        self.index=0
    def __next__(self):
        try:
            word=self.words[self.index]

        except IndexError:
            raise StopIteration()
        self.index += 1
        return word
    def __iter__(self):
        return self
title=Sentence("We have a dream!")
print(title)
for i in title:
    print(i)

輸出：
Sentence("We have a dream!")
We
have
a
dream

注意：
（1）不要把迭代器接口應(yīng)用到可迭代對(duì)象上，這是常見的反模式。
（2）可迭代對(duì)象必須實(shí)現(xiàn)__iter__方法，但不能實(shí)現(xiàn)__next__方法。

生成器：用于按需生成元素的對(duì)象。在Python社區(qū)中大多數(shù)時(shí)候都把迭代器和生成器視作同一概念。

生成器函數(shù)：擁有yield關(guān)鍵字的Python函數(shù)。
生成器表達(dá)式：制造生成器的工廠，支持惰性產(chǎn)值。
生成器工廠函數(shù)：返回生成器的函數(shù)，定義體中可以沒有yield關(guān)鍵字。

生成器函數(shù)與生成器表達(dá)式優(yōu)點(diǎn)比較：

生成器函數(shù)：使用重復(fù)使用的情景，也可以作為協(xié)程使用。

生成器表達(dá)式：代碼簡(jiǎn)潔易讀。

Tips:生成器表達(dá)式作為單參數(shù)傳入時(shí)無須寫一對(duì)括號(hào)，而多參數(shù)時(shí)須將小括號(hào)加上。

實(shí)例1：通過一個(gè)問候同學(xué)的代碼來了解生成器函數(shù)是如何工作的

def gen():
    print("start")
    yield "Jack"
    print("continue")
    yield "Dennis"
    print("end")
for i in gen():
    print("Hello ",i)

輸出：
start
Hello  Jack
continue
Hello  Dennis
end

原理分析：不難發(fā)現(xiàn)，for循環(huán)中操作的對(duì)象是生成器中的yield生成的值。原因在于，生成器是迭代器，會(huì)生成傳給yield關(guān)鍵字的表達(dá)式的值。
注意：不管有沒有return語句，生成器函數(shù)都不會(huì)拋出StopIteration異常，而是在生成全部值之后直接退出。

實(shí)例2：生成器函數(shù)改進(jìn)版

import reprlib
import re

reword=re.compile("w+")
#第二版：生成器函數(shù)
class Sentence:
    def __init__(self,text):
        self.text=text
        self.words=reword.findall(text)
    def __repr__(self):
        return "Sentence({})".format(reprlib.repr(self.text))
    def __iter__(self):
        for i in self.words:
            yield i
        return
title=Sentence("We have a dream!")
print(title)
for i in title:
    print(i)

import reprlib
import re

reword=re.compile("w+")
#第三版：生成器表達(dá)式
class Sentence:
    def __init__(self,text):
        self.text=text
    def __repr__(self):
        return "Sentence({})".format(reprlib.repr(self.text))
    def __iter__(self):
        return (match.group() for match in reword.finditer(self.text))
title=Sentence("We have a dream!")
print(title)
for i in title:
    print(i)

Tips:re.finditer函數(shù)是re.findall函數(shù)的惰性版本，返回的不是列表而是一個(gè)生成器，按需惰性生成元素。

用于過濾的生成器函數(shù): itertools.takewhile/compress/dropwhile/filter/filterfalse/islice/

用于映射的生成器函數(shù): 內(nèi)置的 enumerate/map itertools.accumulate/starmap

用于合并的生成器函數(shù)：itertools.chain/from_iterable/product/zip_longest/ 內(nèi)置的 zip

從一個(gè)元素產(chǎn)生多個(gè)值，擴(kuò)展輸入的可迭代對(duì)象: itertools.combinations/combinations_with_replacement/count/cycle/permutations/repeat

產(chǎn)出輸入可迭代對(duì)象的全部元素，以某種方式排列：itertools.groupby/tee/ 內(nèi)置的 reversed

1、歸約函數(shù)：接受可迭代對(duì)象并返回單個(gè)結(jié)果的函數(shù)。

這里的all和any函數(shù)會(huì)短路，即一旦得出結(jié)果馬上停止迭代。