一、迭代器

1.概念：

????迭代器是Python中一種特殊的對象，它可以實(shí)現(xiàn)對一個集合中的元素逐一訪問，而不必在內(nèi)存中創(chuàng)建一個完整的列表或者元組等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。迭代器是實(shí)現(xiàn)迭代的基礎(chǔ)，幾乎所有的容器都可以通過迭代器來訪問其元素。

迭代器的基本操作包括兩個方法：

• __next__()：用于返回迭代器中的下一個元素，如果沒有更多元素則拋出StopIteration異常。

• __iter__()：返回迭代器對象本身，用于在迭代器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)迭代器協(xié)議。

2.特點(diǎn)

Python中的迭代器具有以下幾個特點(diǎn)：

• 惰性求值：迭代器僅在需要下一個元素時才會計(jì)算下一個元素的值，這樣可以節(jié)省大量的內(nèi)存空間和計(jì)算時間。

• 一次性消費(fèi)：迭代器只能遍歷一次，因?yàn)楸闅v完畢后，指針已經(jīng)指向了迭代器的末尾，不能再次訪問。

• 適用于大型數(shù)據(jù)集：當(dāng)數(shù)據(jù)集非常大的時候，迭代器可以節(jié)省大量的內(nèi)存空間。

3.使用方法

在Python中，可以使用iter()函數(shù)來創(chuàng)建一個迭代器，該函數(shù)需要一個可迭代的對象作為參數(shù)，返回一個迭代器對象。

上述代碼中，首先定義了一個列表mylist，然后使用iter()函數(shù)將其轉(zhuǎn)換為一個迭代器對象it，最后使用next()函數(shù)逐一訪問迭代器中的元素。

除了使用iter()函數(shù)創(chuàng)建迭代器，還可以使用生成器來創(chuàng)建迭代器。

二、生成器

1.概念

生成器是一種特殊的迭代器，它是通過函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。生成器函數(shù)可以返回一個迭代器對象，而不是像普通函數(shù)那樣返回一個值。生成器可以實(shí)現(xiàn)惰性求值，節(jié)省內(nèi)存空間，同時也可以一次性消費(fèi)。

生成器函數(shù)定義的格式如下：

在生成器函數(shù)中，使用yield語句來返回一個元素，每次調(diào)用生成器函數(shù)時，函數(shù)會從上一次停止的位置繼續(xù)執(zhí)行，直到遇到yield語句返回下一個元素。

2.特點(diǎn)

Python中的生成器具有以下幾個特點(diǎn)：

• 惰性求值：生成器僅在需要下一個元素時才會計(jì)算下一個元素的值，這樣可以節(jié)省大量的內(nèi)存空間和計(jì)算時間。

• 一次性消費(fèi)：生成器只能遍歷一次，因?yàn)楸闅v完畢后，指針已經(jīng)指向了生成器的末尾，不能再次訪問。

• 可以無限制生成數(shù)據(jù)：由于生成器只在需要時才計(jì)算下一個元素，因此可以無限制地生成數(shù)據(jù)，適用于無限序列的情況。

3.使用方法

生成器函數(shù)可以使用yield語句來返回下一個元素。當(dāng)調(diào)用生成器函數(shù)時，函數(shù)并不立即執(zhí)行，而是返回一個生成器對象。當(dāng)遍歷生成器對象時，生成器函數(shù)才會被執(zhí)行，每次執(zhí)行到yield語句時會返回一個元素，直到函數(shù)執(zhí)行結(jié)束或者遇到return語句。

以下是一個簡單的生成器函數(shù)的例子，用于生成斐波那契數(shù)列：

在上述代碼中，定義了一個無限循環(huán)的生成器函數(shù)fibonacci()，每次返回斐波那契數(shù)列中的下一個元素。

可以使用next()函數(shù)來遍歷生成器對象，每次調(diào)用next()函數(shù)都會返回生成器函數(shù)中yield語句返回的下一個元素。如果生成器函數(shù)已經(jīng)返回了所有的元素，再次調(diào)用next()函數(shù)會拋出StopIteration異常。

除了使用next()函數(shù)遍歷生成器對象，還可以使用for循環(huán)遍歷生成器對象。由于生成器對象是可迭代的，因此可以直接使用for循環(huán)遍歷。

在上述代碼中，遍歷生成器對象fibonacci()，如果生成的斐波那契數(shù)列中的元素大于1000，則退出循環(huán)。

三、總結(jié)

????迭代器和生成器是Python中非常重要的概念，它們可以幫助開發(fā)者更方便地處理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)高效的程序。迭代器是一種實(shí)現(xiàn)迭代的基礎(chǔ)，可以遍歷各種容器中的元素，同時也可以自己定義一個迭代器。生成器是一種特殊的迭代器，是一種更加高級的迭代器，能夠節(jié)省大量內(nèi)存和計(jì)算時間，特別適合于處理大量數(shù)據(jù)的情況。

????在實(shí)際開發(fā)中，我們常常需要處理一些大量數(shù)據(jù)的情況，這時使用生成器就可以大大節(jié)省內(nèi)存和計(jì)算時間。例如，我們需要處理一個非常大的文件，文件可能包含數(shù)百萬行數(shù)據(jù)，如果直接將文件讀入內(nèi)存中，就會導(dǎo)致內(nèi)存溢出。而使用生成器，則可以逐行讀取文件中的數(shù)據(jù)，一行一行地進(jìn)行處理，大大減少了內(nèi)存的消耗。

????同時，生成器也非常適合于處理無限序列的情況，例如生成斐波那契數(shù)列、素?cái)?shù)序列等。下面列舉一個用生成器讀取大文件的例子：

在上述代碼中，定義了一個生成器函數(shù)read_file()，使用with open語句打開文件，并使用for循環(huán)逐行讀取文件內(nèi)容，每次讀取一行后使用yield語句返回該行內(nèi)容，并將末尾的換行符去掉。

可以使用next()函數(shù)或者for循環(huán)遍歷生成器對象，每次調(diào)用next()函數(shù)或遍歷for循環(huán)read_file()函數(shù)都會返回文件中的下一行內(nèi)容。

在上述代碼中，遍歷生成器對象read_file('test.txt')，每次返回文件中的下一行內(nèi)容并輸出。

需要注意的是，使用生成器讀取文件時，如果文件內(nèi)容比較大，可能會造成文件句柄沒有及時關(guān)閉，因此需要使用with open語句打開文件，確保文件句柄能夠在讀取完畢后自動關(guān)閉，以避免資源泄漏問題。