本篇專題寫(xiě)作思路，由幾個(gè)問(wèn)題，逐步討論迭代器存在的價(jià)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(gè)問(wèn)題：什么是迭代器?

迭代器，英文 Iterator，它首先是個(gè)對(duì)象，其次它是訪問(wèn)可迭代序列(Iterable)的一種方式。通常其從序列的第一個(gè)元素開(kāi)始訪問(wèn)，直到所有的元素都被訪問(wèn)才結(jié)束。

迭代器又是一個(gè)特殊的對(duì)象，特殊在于它必須實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方法：__iter__和__next__.

第二個(gè)問(wèn)題：為什么要有迭代器?

迭代器存在的一個(gè)最重要價(jià)值：節(jié)省內(nèi)存，這在小數(shù)據(jù)量時(shí)無(wú)足輕重。

但是，當(dāng)數(shù)據(jù)量大或者對(duì)程序要求性能高時(shí)，它的價(jià)值凸顯。

第三個(gè)問(wèn)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(lái)回答這個(gè)問(wèn)題。

首先創(chuàng)建一個(gè)list：

In [1]: a=[1,3,5,9,10] 

其次，列表內(nèi)每個(gè)元素+1，創(chuàng)建一個(gè)新列表

In [2]: a1 = [i+1 for i in a]   

依次打印a1中每個(gè)元素：

In [8]: for i in a1:  
   ...:     print(i)  

上面操作等價(jià)于：

a1 = [] 
for i in a: 
  a1.append(i+1) 
for i in a1: 
  print(i) 

空間復(fù)雜度為 O(n)，n為列表a內(nèi)元素個(gè)數(shù)。

但是，使用迭代器實(shí)現(xiàn)上面的元素+1并打印的空間復(fù)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(jià)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(fù)雜度為O(1).

結(jié)論：迭代器更加節(jié)省空間!

第四個(gè)問(wèn)題：如何自定義一個(gè)迭代器?

上面說(shuō)過(guò)，迭代器對(duì)象必須要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方法，為了更加具體，我們演示如何自定義一個(gè)迭代器。

自定義一個(gè)迭代器，實(shí)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<self.max: 
            tmp=self.b 
            self.a,selfself.b=self.b,self.a+self.b 
            self.n+=1 
            return tmp 
        raise StopIteration 

使用這個(gè)迭代器，打印斐波那契數(shù)列前10項(xiàng)：

In [13]: for item in Fabs(10):  
    ...:     print(item,end=' ')                                                                     
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55  

第五個(gè)問(wèn)題：迭代器使用有哪些注意事項(xiàng)?

迭代器只能前進(jìn)不能回退!

也就是說(shuō)一旦迭代結(jié)束，要想再使用此迭代器對(duì)象從頭開(kāi)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(duì)象從頭開(kāi)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(gè)問(wèn)題：什么是迭代器?
• 第二個(gè)問(wèn)題：為什么要有迭代器?
• 第三個(gè)問(wèn)題：迭代器怎么節(jié)省內(nèi)存了?
• 第四個(gè)問(wèn)題：如何自定義一個(gè)迭代器?
• 第五個(gè)問(wèn)題：迭代器使用有哪些注意事項(xiàng)?