Python 生成器和迭代器之間的主要區別是什麼？

理解Python 中生成器和迭代器的區別

像許多其他程式語言一樣，Python 提供了兩種不同的迭代機制：生成器和迭代器。雖然兩者都可以遍歷元素序列，但它們在功能和實現上表現出根本差異。

迭代器是實作 __iter__() 和 __next__() 方法的物件。 Python 內部使用 for 迴圈來存取迭代器的元素。列表、元組和迭代器等可迭代物件首先使用 __iter__() 方法建立迭代器，後續迭代涉及呼叫 __next__() 方法按順序傳回每個元素。如果沒有更多可用元素，則會引發 StopIteration 異常。

與迭代器不同，生成器是產生值而不是傳回值的函數。當呼叫生成器函數時，它會產生一個生成器物件。生成器物件的 __iter__() 方法傳回自身。要迭代生成器，可以使用 for 循環，其中每次迭代都涉及呼叫 __next__() 方法來產生下一個值。一旦產生了所有值，就會引發 StopIteration 異常。

生成器和迭代器之間的主要區別在於它們的記憶體消耗。生成器通常更節省內存，因為它們一次生成一個值，從而避免了將整個序列存儲在內存中的需要。另一方面，迭代器在迭代之前建立整個序列，利用更多空間。

何時使用迭代器與生成器

使用迭代器和使用迭代器之間的選擇產生器取決於應用的特定要求。以下是一些指導原則：

• 使用迭代器：當序列預先已知並且需要多次修改或遍歷時。迭代器更適合需要隨機存取序列元素的場景。
• 使用生成器：當序列是動態產生或只需要訪問一次。生成器可以透過按需產生值來減少記憶體開銷，這使得它們非常適合需要處理大型序列或串流資料的情況。

範例

考慮以下程式碼：

def my_iterator():
    for i in range(5):
        yield i

此函數傳回一個迭代器，該迭代器產生0 到4 之間的整數。相反，以下程式碼示範了一個產生器：

def my_generator():
    for i in range(5):
        yield i

迭代器和產生器都產生相同的整數序列，但它們的實作方式有很大不同。迭代器建立一個內部列表來儲存值，而生成器會在不建立任何中間資料結構的情況下產生值。

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