写给Python编程高手2：迭代器

python教程栏目介绍编程用到的迭代器。

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如何实现可迭代对象和迭代器对象

迭代器模式是一种经典的软件设计模式，现在很多编程语言都内置了这种设计模式。在Python的原始数据类型中，可以进行for循环的都属于可迭代的类型。当然，也可以使用iter函数获取到相应的迭代器，然后遍历该对象。如下面的代码：

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

要实现一个可迭代对象，一般先要实现相应的迭代器对象。在Python实现迭代器，其实只需要实现__next__方法即可。但collections包中的Iterator类将__next__方法定义为了抽象方法，笔者认为鉴于程序的可读性，在实现迭代器时不妨继承Iterator类。

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

实现可迭代的对象，也只要实现__iter__方法即可，同样的，collections包中的Iterable类也将__iter__方法定义为抽象类。

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

这样就可以使用for循环进行迭代了。

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

生成器简介

先看如下代码：

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

上面的gen函数的返回值就是一个生成器对象。

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

如上述代码，每调用一次生成器的__next__方法，它都会执行一段gen函数，遇到yield关键字为止，并返回其后的东西。因此，生成器可以理解为一种能够被打断的函数。

注意：生成器对象也是可迭代的对象。

for x in g:
    print(x)复制代码

如何使用生成器函数实现可迭代对象

将__iter__方法实现为生成器函数，就可以实现可迭代对象。

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

如何进行反向迭代以及如何实现反向迭代

iter函数可以获取到可迭代对象的正向迭代器，reversed函数则可以获取到可迭代对象的反向迭代器。

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

要实现反向迭代，实现__reversed__方法即可。

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

如何对迭代器做切片操作

itertools包中的islice函数，可以可迭代对象进行切片操作。

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

如何在一个for语句中迭代多个可迭代对象

使用zip方法，将对应元素组成一个元组。

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

使用itertools包中的chain函数，将多个可迭代对象串联起来。 使用zip方法，将对应元素组成一个元组。

from itertools import chainfor x in chain([1, 2, 3, 4], ('a', 'b', 'c','d')):
    print(x)复制代码

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