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python:容器、迭代器、生成器 簡單介紹

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摘要:容器迭代器生成器簡單介紹提供了多種數據類型來存放數據項。如下迭代器可以被函數調用并不斷返回下一個值的對象為迭代器,。

python:容器、迭代器、生成器 簡單介紹

python提供了多種數據類型來存放數據項。
之前已經介紹了幾個python中常用的容器,分別是列表list、元組tuple、字典dict和集合set。
這幾種數據結構在Python中是非常重要的部分,尤其是各自的特性部分。掌握好了,處理數據的時候會很方便。

容器 container

容器是一種把多個元素組織在一起的數據結構。容器中的元素可以通過for循環逐個地迭代獲取,也可以通過in關鍵字來判斷元素是否在容器中。
在Python中,常見的容器對象:

list、dequeue...

set、frozenset...

dict、defaultdict、OrderDict...

tuple、namedtuple...

str

file

引用一張之前從其他博文上截的圖,覺得很形象,很好的解釋了之間的關系。不過不好意思,出處找不到了

大部分容器都提供了某種方式可以獲取到其中的每一個元素,但是這并不是容器本身提供的功能,而是可迭代對象賦予了容器這種能力。

迭代 iteration 什么叫迭代?

如果給定一個list或者tuple數據類型變量,我們可以通過for循環來遍歷這個list或者tuple,那這種遍歷可以成為迭代。

在java中,迭代list是通過下標index來完成的,例如:

for (i=0;i

在Python中,迭代是通過for...in 循環完成的。Python中的for循環可以用在string、list、tuple、dict等其他可迭代對象上。例如:

>>> d = {"a":1,"b":2,"c":3}  
>>> for key in d:     # dict
...     print(key)
...
a
b
c
>>> for ch in "AB":   # str 
... print(ch)
...
A
B

所以,當我們使用for循環時,我們不太去關心作用的對象究竟是list、tuple還是其他數據類型,只要作用于一個可迭代對象上,for循環就可以正常運行。
so...

可迭代對象 iterable

可迭代對象,Iterable。可直接使用for循環的對象統稱為可迭代對象。
那么你可能會問,如何去判斷一個對象是否是可迭代對象呢?
ans:方法是通過引入collections模塊中的Iterable類型來判斷,同時使用isinstance()。

>>> from collections import Iterable    # 引入Iterable
>>> isinstance("abc",Iterable)
True
>>> isinstance(123,Iterable)
False

補充一小點知識,如何通過for循環,把list的索引和值都讀出來呢?使用 enumerate() 來完成。

Python內置的enumerate()枚舉函數可以把一個list編程索引-元素對,這樣就可以在for循環中同時迭代索引和元素本身。如下:

>>> l=["a","b","c","d"]
>>> for ind,val in enumerate(l):
...        print("%d %s"%(ind,val))
...
0 a
1 b
2 c
3 d
迭代器 iterator

可以被next()函數調用并不斷返回下一個值的對象為迭代器,iterator。
Python中的iterator對象是一個帶狀態的對象,表示的是一個數據流,他實現了如下兩個方法:

__iter__:返回迭代器本身;

__next__:返回容器的下一個元素;

雖然list、dict、tuple是可以迭代的對象,但不是迭代器。
但是可迭代對象實現了__iter__方法,該方法返回一個迭代器對象。

如何創建迭代器

iter()

如何創建一個可迭代對象?通過調用iter()方法實現,如下圖所示:

next()

可迭代對象可以被next()調用并不斷返回下一個數據,直到沒有數據時拋出StopIteration錯誤。如下:

我們可以想象迭代器數據流看做是一個有序的序列,但是不能提前知道序列到底有多長,只能不斷通過next()函數來實現讀取下一個數據。
所以Iterator的計算是一個惰性的,至于在需要返回下一個數據時,他才會計算。

Iterator甚至可以表示一個無限大的數據流,例如全體自然數。而使用list是永遠不可能存儲全體自然數的。
生成器 generator

生成器是一種特殊的迭代器。
一個函數只返回一次,但一個生成器能暫停執行并返回一個中間的結果,當生成器的next()方法被調用時,它就又會從離開的地方繼續運行,實現一邊循環一邊計算的機制,這種就稱為生成器generator

生成器創建方法

生產器的創建方法有兩種:一是生成器表達式;二是yield關鍵字。

生成器表達式

直接上例子啦:注意一點就是,生成器最外層的是“()”,list最外成是“[]”。

>>> g = ( x*x for x in range(10) )
>>> g
 at 0x010B3690>
# 使用next()來獲得generator的下一個返回值
>>> next(g)
0
>>> next(g)
1
# g保存的是算法,每次調用next(g),就計算出下一個元素的值,直到沒有更多元素時拋錯

yield關鍵字

如果一個函數定義中包含yield關鍵字,那么這個函數就不再是一個普通的函數,而是一個generator。
例如,用函數實現斐波那契數列,我們可以使用如下方法:

def fib(max):
    n,a,b = 0,0,1
while n < max:
    print(b)
    a,b=b,a+b
    n = n + 1
    return "done"

其中,fib()定義了斐波那契的推算規則。
那我們可以把fib()變成generator。如下:

def fib():
    prev,curr = 0,1
    while True:
        yield curr
        prev,curr = curr , curr + prev

上述函數體中,返回值不是return關鍵字了,而是yield,函數返回值是一個生成器對象。
當執行f=fib()時返回的是一個生成器對象,此時函數體中的代碼不會執行,只有顯示或隱式調用next()的時候才會真正執行里面的代碼。
在每次調用next()的時候執行,遇到yield語句返回,再次執行時,從上次返回的yield語句處繼續執行。
我們可以通過一個例子演示說明:

>>> def odd():
...     print("step1")
...     yield 1
...     print("step2")
...     yield 2
...     print("step 3")
...     yield 3
...
>>> o = odd()
>>> next(o)
step1
1
>>> next(o)
step2
2

好啦,今天就寫到這~


? thanks for watching, keep on updating...

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