如何使用 Python 迭代器遍歷復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
在 Python 中，迭代器是一種可以記住遍歷位置的對象。迭代器對象從集合的第一個元素開始訪問，直到所有的元素被訪問完結(jié)束。迭代器只能往前不會后退。今天我們就來學(xué)習(xí)如何使用 Python 的迭代器來遍歷復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
基本概念
首先，我們需要了解什么是迭代器。迭代器是一個實現(xiàn)了 iter 和 next 方法的對象。iter 方法返回迭代器對象本身，next 方法返回容器中的下一個值。如果容器中沒有更多元素了，next 方法會拋出 StopIteration 異常。
# 創(chuàng)建一個簡單的迭代器
class SimpleIterator:
def __init__(self, data):
self.data = data
self.index = 0
def __iter__(self):
return self
def __next__(self):
if self.index >= len(self.data):
raise StopIteration
value = self.data[self.index]
self.index += 1
return value
# 使用迭代器
iterator = SimpleIterator([1, 2, 3, 4])
for item in iterator:
print(item)輸出：
1
2
3
4遍歷列表
列表是 Python 中最常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一。我們可以使用內(nèi)置的 iter 函數(shù)來創(chuàng)建列表的迭代器。
# 創(chuàng)建列表的迭代器
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
list_iterator = iter(my_list)
# 使用 next 函數(shù)遍歷迭代器
print(next(list_iterator)) # 輸出: 1
print(next(list_iterator)) # 輸出: 2
print(next(list_iterator)) # 輸出: 3
print(next(list_iterator)) # 輸出: 4
print(next(list_iterator)) # 輸出: 5遍歷字典
字典是鍵值對的集合。我們可以使用 items 方法來獲取字典的鍵值對，然后創(chuàng)建迭代器。
# 創(chuàng)建字典的迭代器
my_dict = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
dict_iterator = iter(my_dict.items())
# 使用 next 函數(shù)遍歷迭代器
print(next(dict_iterator)) # 輸出: ('a', 1)
print(next(dict_iterator)) # 輸出: ('b', 2)
print(next(dict_iterator)) # 輸出: ('c', 3)遍歷嵌套列表
嵌套列表是指列表中包含其他列表。我們可以使用遞歸函數(shù)來遍歷嵌套列表。
# 定義一個遞歸函數(shù)來遍歷嵌套列表
def flatten(nested_list):
for item in nested_list:
if isinstance(item, list):
yield from flatten(item)
else:
yield item
# 測試嵌套列表
nested_list = [1, [2, 3], [4, [5, 6]], 7]
flat_iterator = flatten(nested_list)
# 使用 next 函數(shù)遍歷迭代器
print(next(flat_iterator)) # 輸出: 1
print(next(flat_iterator)) # 輸出: 2
print(next(flat_iterator)) # 輸出: 3
print(next(flat_iterator)) # 輸出: 4
print(next(flat_iterator)) # 輸出: 5
print(next(flat_iterator)) # 輸出: 6
print(next(flat_iterator)) # 輸出: 7遍歷生成器
生成器是一種特殊的迭代器，它使用 yield 關(guān)鍵字來生成值。生成器可以用來處理大量數(shù)據(jù)，而不需要一次性將所有數(shù)據(jù)加載到內(nèi)存中。
# 定義一個生成器函數(shù)
def even_numbers(n):
for i in range(n):
if i % 2 == 0:
yield i
# 創(chuàng)建生成器
gen = even_numbers(10)
# 使用 next 函數(shù)遍歷生成器
print(next(gen)) # 輸出: 0
print(next(gen)) # 輸出: 2
print(next(gen)) # 輸出: 4
print(next(gen)) # 輸出: 6
print(next(gen)) # 輸出: 8遍歷自定義對象
我們可以為自定義對象實現(xiàn) iter 和 next 方法，使其成為可迭代對象。
# 定義一個自定義類
class MyIterable:
def __init__(self, data):
self.data = data
self.index = 0
def __iter__(self):
return self
def __next__(self):
if self.index >= len(self.data):
raise StopIteration
value = self.data[self.index]
self.index += 1
return value
# 創(chuàng)建自定義對象的實例
my_iterable = MyIterable([10, 20, 30, 40])
# 使用 for 循環(huán)遍歷自定義對象
for item in my_iterable:
print(item)輸出：
10
20
30
40實戰(zhàn)案例：遍歷文件系統(tǒng)
假設(shè)我們需要遍歷一個目錄及其子目錄中的所有文件，并打印出文件路徑。我們可以使用 os 模塊中的 walk 函數(shù)來實現(xiàn)這個功能。
import os
# 定義一個函數(shù)來遍歷目錄
def walk_directory(directory):
for root, dirs, files in os.walk(directory):
for file in files:
yield os.path.join(root, file)
# 遍歷當(dāng)前目錄及其子目錄中的所有文件
for file_path in walk_directory('.'):
print(file_path)總結(jié)
本文介紹了如何使用 Python 迭代器來遍歷各種復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括基本概念、列表、字典、嵌套列表、生成器和自定義對象。我們還提供了一個實戰(zhàn)案例，展示了如何遍歷文件系統(tǒng)中的所有文件。
