弄懂這 5 個問題,拿下 Python 迭代器!

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按照施工計劃,該到迭代器部分。
本篇專題寫作思路,由幾個問題,逐步討論迭代器存在的價值、使用的方法、以及如何轉(zhuǎn)化為自身武器并真正用到日常Python中。
第一個問題:什么是迭代器?
迭代器,英文 Iterator,它首先是個對象,其次它是訪問可迭代序列(Iterable)的一種方式。通常其從序列的第一個元素開始訪問,直到所有的元素都被訪問才結(jié)束。
迭代器又是一個特殊的對象,特殊在于它必須實現(xiàn)兩個方法:__iter__和__next__.
第二個問題:為什么要有迭代器?
迭代器存在的一個最重要價值:節(jié)省內(nèi)存,這在小數(shù)據(jù)量時無足輕重。
但是,當數(shù)據(jù)量大或者對程序要求性能高時,它的價值凸顯。
第三個問題:迭代器怎么節(jié)省內(nèi)存了?
只知道使用迭代器能節(jié)省內(nèi)存,但卻不知道怎么使用才能節(jié)省內(nèi)存,下面就來回答這個問題。
首先創(chuàng)建一個list:
In?[1]:?a=[1,3,5,9,10]
其次,列表內(nèi)每個元素+1,創(chuàng)建一個新列表
In?[2]:?a1?=?[i+1?for?i?in?a]??
依次打印a1中每個元素:
In?[8]:?for?i?in?a1:?
???...:?????print(i)?
上面操作等價于:
a1?=?[]
for?i?in?a:
??a1.append(i+1)
for?i?in?a1:
??print(i)
空間復雜度為 O(n),n為列表a內(nèi)元素個數(shù)。
但是,使用迭代器實現(xiàn)上面的元素+1并打印的空間復雜度是多少呢?
ait?=?(i+1?for?i?in?a)?#?得到生成器,也是一種特殊的迭代器
for?i?in?ait:
??print(i)
上面操作等價于:
for?i?in?a:
??print(i+1)
不需要額外空間,所以使用迭代器加1并打印的空間復雜度為O(1).
結(jié)論:迭代器更加節(jié)省空間!
第四個問題:如何自定義一個迭代器?
上面說過,迭代器對象必須要實現(xiàn)兩個方法,為了更加具體,我們演示如何自定義一個迭代器。
自定義一個迭代器,實現(xiàn)斐波那契數(shù)列:
#斐波那契數(shù)列
class?Fabs():
????def?__init__(self,max):
????????self.max=max
????????self.n,self.a,self.b=0,0,1
????
????#定義__iter__方法
????def?__iter__(self):
????????return?self
????????
????#定義__next__方法
????def?__next__(self):
????????if?self.n????????????tmp=self.b
????????????self.a,self.b=self.b,self.a+self.b
????????????self.n+=1
????????????return?tmp
????????raise?StopIteration
使用這個迭代器,打印斐波那契數(shù)列前10項:
In?[13]:?for?item?in?Fabs(10):?
????...:?????print(item,end='?')????????????????????????????????????????????????????????????????????
1?1?2?3?5?8?13?21?34?55?
第五個問題:迭代器使用有哪些注意事項?
迭代器只能前進不能回退!
也就是說一旦迭代結(jié)束,要想再使用此迭代器對象從頭開始遍歷元素,將是不可行的!
In?[14]:?a=iter([1,4,5])?
In?[16]:?next(a)????????????????????????????????????????????????????????????????
Out[16]:?1
In?[17]:?next(a)????????????????????????????????????????????????????????????????
Out[17]:?4
In?[18]:?next(a)????????????????????????????????????????????????????????????????
Out[18]:?5
#?要想再使用此迭代器對象從頭開始遍歷元素,將是不可行的!
In?[19]:?next(a)???????????????????????????????????????????
#?拋出異常:StopIteration:?
使用內(nèi)置函數(shù)iter,可將Iterable序列轉(zhuǎn)化為迭代器。
最后總結(jié):
第一個問題:什么是迭代器?
第二個問題:為什么要有迭代器?
第三個問題:迭代器怎么節(jié)省內(nèi)存了?
第四個問題:如何自定義一個迭代器?
第五個問題:迭代器使用有哪些注意事項?
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