Python プログラミング マスター向けに書かれた 2: イテレータ

Python チュートリアル 列では、プログラミングで使用されるイテレータを紹介します。

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反復可能なオブジェクトと反復を実装する方法イテレータ オブジェクト

イテレータ パターンは古典的なソフトウェア設計パターンであり、現在では多くのプログラミング言語にこの設計パターンが組み込まれています。 Python のプリミティブ データ型のうち、for ループで使用できるものは反復可能型です。もちろん、 iter 関数を使用して対応するイテレータを取得し、オブジェクトを走査することもできます。たとえば、次のコード:

l = [1, 3]  # 可迭代对象 __iter__t = iter(l) #获取迭代器对象print(t.__next__())
print(t.__next__())# print(t.__next__()) # 报异常复制代码

反復可能オブジェクトを実装するには、まず対応する反復子オブジェクトを実装する必要があります。 Python でイテレータを実装するには、__next__ メソッドを実装するだけです。ただし、コレクションパッケージの Iterator クラスでは、__next__ メソッドが抽象メソッドとして定義されているため、プログラムの可読性を考慮して、イテレータ実装時に Iterator クラスを継承した方がよいのではないかと筆者は考えています。

from random import samplefrom collections import Iterable, Iteratorclass WeatherIterator(Iterator):
    def __init__(self, cities):
        self.cities = cities
        self.index = 0

    def getWeather(self, city):
        return (city, sample(['sun','wind','yu'], 1)[0])    def __next__(self):
        if self.index == len(self.cities):            raise StopIteration
        city = self.cities[self.index]
        self.index += 1
        return self.getWeather(city)复制代码

反復可能オブジェクトを実装するには、__iter__ メソッドを実装するだけで済みます。同様に、コレクション パッケージの Iterable クラスも __iter__ メソッドを抽象クラスとして定義します。

from collections import Iterableclass WeatherIterable(Iterable):
    def __init__(self, cities):
        self.cities = cities
        self.index = 0

    def __iter__(self):
        return WeatherIterator(self.cities)复制代码

このようにして、for ループを使用して反復できます。

for weather in WeatherIterable(['北京', '上海', '广州']):
    print(weather)复制代码

ジェネレーターの概要

まず次のコードを見てください:

def gen():
    print("step 1")    yield 1
    print("step 2")    yield 2
    print("step 3")    yield 3复制代码

上記の gen 関数の戻り値はジェネレーター オブジェクトです。

g = gen()
g.__next__()
print(g.__next__())
print(g.__next__())复制代码

上記のコードに示すように、ジェネレーターの __next__ メソッドが呼び出されるたびに、yield キーワードが見つかるまで gen 関数が実行され、その後に続く内容が返されます。したがって、ジェネレーターは中断可能な機能として理解できます。

注: ジェネレーター オブジェクトは反復可能なオブジェクトでもあります。

for x in g:
    print(x)复制代码

ジェネレーター関数を使用して反復可能オブジェクトを実装する方法

__iter__ メソッドをジェネレーター関数として実装することで、反復可能オブジェクトを実装できます。

class PrimeNumbers:
    def __init__(self, start, end):
        self.start = start
        self.end = end    def isPrimeNum(self, k):  #判断是否是素数
        if k < 2:            return False
        for i in range(2, k):            if k % i == 0:                return False
        return True

    def __iter__(self):
        for k in range(self.start, self.end + 1):            if self.isPrimeNum(k):                yield kfor num in PrimeNumbers(2, 100):
    print(num)复制代码

逆反復の実行方法と逆反復の実装方法

iter 関数は反復可能オブジェクトの前方反復子を取得でき、reversed 関数は反復可能オブジェクトの逆反復子を取得できます。 .イテレータ。

l = [1, 2, 3, 4, 5]for x in reversed(l):
    print(x)复制代码

逆反復を実装するには、__reversed__ メソッドを実装するだけです。

class FloatRange:
    def __init__(self, start, end, step=0.1):
        self.start = start
        self.end = end
        self.step = step    def __iter__(self):
        t = self.start        while t <= self.end:            yield t
            t += self.step    def __reversed__(self):
        t = self.end        while t >= self.start:            yield t
            t -= self.stepfor x in FloatRange(1.0, 4.0, 0.5):
    print(x)for x in reversed(FloatRange(1.0, 4.0, 0.5)):
    print(x)复制代码

反復子でスライス操作を実行する方法

itertools パッケージの関数 islice は、反復可能オブジェクトでスライス操作を実行できます。

from itertools import islicefor x in islice(FloatRange(1.0, 4.0, 0.5), 2, 5):
    print(x)复制代码

for ステートメントで複数の反復可能なオブジェクトを反復する方法

zip メソッドを使用して、対応する要素のタプルを形成します。

for w, e, m in zip([1, 2, 3, 4], ('a', 'b', 'c','d'), [5, 6, 7, 8]):
    print(w, e, m)复制代码

itertools パッケージのchain 関数を使用して、複数の反復可能なオブジェクトを連結します。 zip メソッドを使用して、対応する要素のタプルを形成します。

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