Python 迭代器（一）

迭代概念

迭代（Iterate）： 逐个取出容器里面每一个元素的过程。

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lst = [10, 20, 30]
for item in lst:
    print(item)

for循环遍历列表，逐个从列表取出元素，这个动作就叫做迭代。

可迭代对象（Iterable） ：只要实现了__iter__()方法，能被iter()函数调用，返回一个迭代器，就是可迭代对象。

常见可迭代对象：list、tuple、str、dict、set、range、文件对象。

特点：可以被 for 循环遍历，但它本身不是迭代器。

__iter__()是一个魔术方法，当调用iter()方法时，__iter__()会自动被调用

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st = [10, 20, 30]
tup = ('张三', '李四', '王五')
d = {'name': '张三', 'age': 18}
str1 = 'Hello World'
num = 10

# 1. 可迭代对象内部实现了__iter__()方法，可以直接调用
lst.__iter__()
tup.__iter__()
d.__iter__()
str1.__iter__()
# num.__iter__() # 报错AttributeError，因为int类型没有实现__iter__()方法，不是可迭代对象

# 2. iter()函数，可以调用可迭代对象的__iter__()方法，返回一个迭代器
# iter() 方法是一个内置函数，可以调用可迭代对象的__iter__()方法，返回一个迭代器
iter(lst)
iter(tup)
iter(d)
iter(str1)
# iter(num) # 报错 TypeError，因为int类型没有实现__iter__()方法，不是可迭代对象

迭代器（Iterator）

迭代器是用来执行迭代的工具。迭代器必须同时满足两个条件：

有 __iter__() 方法：返回自身（迭代器自己）
有 __next__() 方法：返回下一个元素；没有元素时抛出 StopIteration 异常

可迭代对象调用__iter__（）方法会得到迭代器：

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lst = [10, 20, 30]
tup = ('张三', '李四', '王五')
d = {'name': '张三', 'age': 18}
str1 = 'Hello World'
num = 10

# 可迭代对象__iter__()方法，返回一个迭代器
print(lst.__iter__())  # <list_iterator object at 0x000001AD6881BFA0>
print(tup.__iter__())  # <tuple_iterator object at 0x00000265C85A0070>

# iter()函数调用可迭代对象的__iter__()方法，返回一个迭代器
print(iter(lst))  # <list_iterator object at 0x000001AD6881BFA0>

如果iter(obj)能得到一个迭代器（iterator）那么obj就是可迭代对象

迭代器用用__next__()方法，每次调用都会根据当前的状态，返回下一个元素：

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lst = [10, 20, 30]
it = iter(lst)
print(it.__next__())  # 10
print(it.__next__())  # 20
print(it.__next__())  # 30
# print(it.__next__())  # 报错 StopIteration，因为没有下一个元素了

__next__()方法也是魔术方法，等价于next(it)

每次调用next，迭代器会记住当前位置 ，返回下一个元素。没有元素，抛出 StopIteration。

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print(next(it))
print(next(it))
print(next(it))
# print(next(it)) # 报错 StopIteration，因为没有下一个元素了

for循环的工作原理

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lst = [10, 20, 30]

for item in lst:
    print(item)

# 1. 获取到可迭代对象的迭代器
it = iter(lst)
# 2. 开启循环
while True:
    try：
		# 3. 获取写一个元素
        item = next(it)
        print(item)
    except StopIteration:
		# 4. 退出循环
        break

for 循环本质就是自动调用 iter、next，自动捕获 StopIteration，简化手写 while + 异常代码。

迭代器也有__iter__()方法，并返回的是迭代器自身

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lst = [10, 20, 30]
it = iter(lst)
# 这两个是一样的
print(it)
print(it.__iter__())  # <list_iterator object at 0x000001AD6881BFA0>

迭代器特点

迭代器单向、一次性：元素取完就没了，不能回头。

再调用 next 直接报错，想要重新遍历，必须重新iter()生成新迭代器。

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lst = [10, 20, 30]

it = iter(lst)
print(next(it))
print(next(it))
print(next(it))
print(next(it)) # 报错 StopIteration，因为没有下一个元素了

# 想要再次遍历，就需要生成新迭代器
it2 = iter(lst)
print(next(it2))
print(next(it2))
print(next(it2))

it = iter(lst)
for item in it:
    print(item)

# 迭代器是一次性、单向的，元素取完就没了，不能回头。
for item in it:
    print(item)

$!TIP$
迭代器一定是可迭代对象（有__iter__()方法），但是可迭代对象不一定是迭代器（不一定有__next__()方法）。