for loop和迭代器

在Python中，for循環(huán)是一種常用的迭代結(jié)構(gòu)，用于遍歷可迭代對(duì)象中的元素。迭代器是一種特殊的對(duì)象，它實(shí)現(xiàn)了迭代協(xié)議，允許按照一定的順序逐個(gè)訪問(wèn)元素。

for循環(huán)和迭代器之間存在密切的關(guān)系，實(shí)際上，for循環(huán)是基于迭代器工作的。當(dāng)使用for循環(huán)遍歷可迭代對(duì)象時(shí)，Python會(huì)在內(nèi)部自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)迭代器對(duì)象，并使用該迭代器來(lái)逐個(gè)獲取元素，直到所有元素都被訪問(wèn)完畢。

for loop里面in后面那個(gè)東西必須是一個(gè)iterable, 也就是必須是一個(gè)可迭代對(duì)象。

下面是一個(gè)示例，演示了for循環(huán)和迭代器之間的關(guān)系：

fruits?=?['apple',?'banana',?'orange']

#?使用for循環(huán)遍歷列表元素
for?fruit?in?fruits:
????print(fruit)

#?上述代碼等價(jià)于下面的迭代器方式
iterator?=?iter(fruits)??#?創(chuàng)建迭代器對(duì)象
while?True:
????try:
????????fruit?=?next(iterator)??#?獲取下一個(gè)元素
????????print(fruit)
????except?StopIteration:
????????break

在上面的示例中，我們首先使用for循環(huán)遍歷了列表fruits中的元素，打印出每個(gè)水果的名稱。然后，我們手動(dòng)創(chuàng)建了一個(gè)迭代器對(duì)象iterator，并使用next()函數(shù)逐個(gè)獲取元素，直到遇到StopIteration異常，表示所有元素都被訪問(wèn)完畢。

可以看到，使用for循環(huán)可以簡(jiǎn)化迭代過(guò)程，不需要顯式地創(chuàng)建迭代器對(duì)象和處理StopIteration異常。Python的許多內(nèi)置對(duì)象（如列表、元組、字典等）都是可迭代的，因此可以直接在for循環(huán)中使用它們。

列表

lst?=?[1,?2,?3]
for?i?in?lst:
????print(i)

字典

d?=?{"a":?1,?"b":?2}
for?i?in?d:
????print(i)

文件操作

with?open(my.txt,?"r")?as?f:
????for?i?in?f:
????????print(i)

除了內(nèi)置的可迭代對(duì)象，你還可以自定義迭代器類，實(shí)現(xiàn)自己的迭代邏輯。這樣，你就可以在for循環(huán)中使用自定義的迭代器來(lái)遍歷特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或?qū)崿F(xiàn)特定的迭代行為。

for loop的背后核心是迭代器和可迭代對(duì)象。

迭代器和可迭代對(duì)象

https://docs.python.org/3/glossary.html

在Python中，可迭代對(duì)象和迭代器是兩個(gè)相關(guān)但不同的概念。

可迭代對(duì)象（Iterable）是指實(shí)現(xiàn)了__iter__()方法的對(duì)象，或者實(shí)現(xiàn)了__getitem__()方法且可按照順序訪問(wèn)的對(duì)象。這兩者都是為了保證它可以在iter這個(gè)函數(shù)的作用下返回一個(gè)iterator。可迭代對(duì)象可以被迭代，也就是可以在for循環(huán)中使用。常見(jiàn)的可迭代對(duì)象包括列表、元組、字符串、字典、集合等。

迭代器（Iterator）是一種特殊的對(duì)象，它實(shí)現(xiàn)了迭代協(xié)議，具有__iter__()和__next__()方法。迭代器用于逐個(gè)返回可迭代對(duì)象中的元素，每次調(diào)用__next__()方法都會(huì)返回下一個(gè)元素，如果沒(méi)有更多元素，則引發(fā)StopIteration異常。迭代器對(duì)象還可以在迭代過(guò)程中記錄迭代狀態(tài)。

每當(dāng)使用for循環(huán)來(lái)遍歷一個(gè)可迭代對(duì)象時(shí)，Python會(huì)在內(nèi)部自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)迭代器對(duì)象，并調(diào)用其__next__()方法來(lái)逐個(gè)獲取元素。因此，可以說(shuō)for循環(huán)是基于迭代器工作的。

下面是一個(gè)示例，演示了可迭代對(duì)象和迭代器的概念：

fruits?=?['apple',?'banana',?'orange']

#?fruits是可迭代對(duì)象，可以在for循環(huán)中使用
for?fruit?in?fruits:
????print(fruit)

#?創(chuàng)建迭代器對(duì)象
iterator?=?iter(fruits)

#?調(diào)用迭代器的__next__()方法獲取下一個(gè)元素
print(next(iterator))??#?輸出：'apple'
print(next(iterator))??#?輸出：'banana'
print(next(iterator))??#?輸出：'orange'
print(next(iterator))??#?引發(fā)StopIteration異常

在上面的示例中，fruits是一個(gè)可迭代對(duì)象，我們可以直接在for循環(huán)中使用它來(lái)遍歷元素。同時(shí)，我們也可以使用iter()函數(shù)手動(dòng)將可迭代對(duì)象轉(zhuǎn)換為迭代器對(duì)象，并使用next()函數(shù)來(lái)逐個(gè)獲取元素。當(dāng)所有元素都被訪問(wèn)完畢時(shí)，繼續(xù)調(diào)用next()函數(shù)會(huì)引發(fā)StopIteration異常。

需要注意的是，迭代器是一種一次性的對(duì)象，即在迭代過(guò)程中，一旦迭代器返回了所有元素，它就會(huì)耗盡，無(wú)法再次使用。如果想重新遍歷可迭代對(duì)象，需要重新創(chuàng)建迭代器對(duì)象。

• 一個(gè)iterable更像是一個(gè)數(shù)據(jù)的保存者，一個(gè)container，它是可以沒(méi)有狀態(tài)的，它可以完全不知道你這個(gè)iterator數(shù)到哪了，它需要有能力產(chǎn)生一個(gè)iterator。
• iterator一定是有狀態(tài)的，但是它并不需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)container，它當(dāng)然內(nèi)部肯定知道它代表這個(gè)iterable里面是什么數(shù)據(jù)。iterator必須要有__next__這個(gè)method。這個(gè)method保證它在被next作用的時(shí)候可以返回下一個(gè)iterable。

自定義一個(gè)可迭代對(duì)象和對(duì)應(yīng)的迭代器-鏈表

#!?-*-conding=:?UTF-8?-*-
#?2023/5/22?18:43

class?NodeIter:
????def?__init__(self,?node):
????????self.curr_node?=?node

????def?__next__(self):
????????if?self.curr_node?is?None:
????????????raise?StopIteration
????????node,?self.curr_node?=?self.curr_node,?self.curr_node.next

????????return?node


class?Node:
????def?__init__(self,?name):
????????self.name?=?name
????????self.next?=?None

????def?__iter__(self):
????????return?NodeIter(self)


node1?=?Node("node1")
node2?=?Node("node2")
node3?=?Node("node3")

node1.next?=?node2
node2.next?=?node3


if?__name__?==?'__main__':
????for?node?in?node1:
????????print(node.name)

如果我們想在for loop里面使用鏈表的話,那我們就要自己把鏈表變成一個(gè)iterable。

這段代碼演示了如何自定義一個(gè)可迭代對(duì)象和對(duì)應(yīng)的迭代器。

首先，我們定義了一個(gè)Node類，表示一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有一個(gè)名稱和一個(gè)指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的引用。Node類實(shí)現(xiàn)了__iter__()方法，該方法返回一個(gè)迭代器對(duì)象。

然后，我們定義了一個(gè)NodeIter類作為迭代器，它接收一個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)象作為參數(shù)，并在__init__()方法中初始化當(dāng)前節(jié)點(diǎn)。NodeIter類實(shí)現(xiàn)了__next__()方法，用于返回下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。在每次調(diào)用__next__()方法時(shí)，它會(huì)將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)作為結(jié)果返回，并將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)更新為下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)沒(méi)有更多節(jié)點(diǎn)時(shí)，拋出StopIteration異常。

最后，在if __name__ == '__main__':條件下，我們使用自定義的可迭代對(duì)象和迭代器進(jìn)行遍歷。通過(guò)for node in node1:的語(yǔ)法，會(huì)自動(dòng)調(diào)用node1對(duì)象的__iter__()方法獲取迭代器，并通過(guò)迭代器逐個(gè)獲取節(jié)點(diǎn)，并打印節(jié)點(diǎn)的名稱。

運(yùn)行以上代碼，輸出結(jié)果為：

node1
node2
node3

這個(gè)示例展示了如何自定義可迭代對(duì)象和迭代器，并在for循環(huán)中使用它們實(shí)現(xiàn)自定義的迭代邏輯。

到此這篇關(guān)于Python中的迭代器你了解嗎的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python迭代器內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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