前言

可迭代對象，迭代器，生成器，相信許多學(xué)習(xí)Python的小伙伴或多或少都聽說過，但你真的知道他們的區(qū)別嗎？真的知道為什么需要這些概念嗎？

本文帶你深入了解一系列相關(guān)機制，不僅告訴你概念，還告訴你為什么需要這些概念，讓你可以舉一反三。

本文重點

• Python在for遍歷時做了什么？
• 為什么需要迭代器？
• 生成器為什么不能重復(fù)使用？
• Python的動態(tài)協(xié)議，不一樣的迭代實現(xiàn)。

本文字數(shù)2000+，不適合初學(xué)者，閱讀本文需要你有以下Python基礎(chǔ)知識：

• 認識列表(list)
• for循環(huán)等基本語法。
• 自定義類型，方法。

原創(chuàng)不容易，請點擊右上方關(guān)注按鈕，多多支持~

for循環(huán)沒有你想象中的那么簡單

能夠看到這里的小伙伴必定已經(jīng)很熟悉for循環(huán)，但你可能不知道Python在背后為你做了許多事情。

用一個簡單例子來說明一下，當(dāng)前有一個列表，里面裝著4個數(shù)字，我們需要把數(shù)字逐一打印出來。

如下圖,分別用兩種方式實現(xiàn)：

• 行5-行7，第一種方式，通過索引訪問列表
• 行10-行11，直接通過for遍歷。
• 大家有想過嗎？為什么第二種方法，不需要一個變量 i 來記錄當(dāng)前讀取位置呢。

答案是，不管什么方式，其實都需要在遍歷過程保持一個狀態(tài)值，以表示現(xiàn)在遍歷到哪個元素。

但是為什么我們平時使用的for循環(huán)卻不需要呢？

因為Python在for循環(huán)之前靜悄悄地做了以下事情：

• 行10，這里是遍歷的開始。但別以為 Python 是直接向 nums 拿數(shù)值。
• 在遍歷開始之前，Python 會先問 nums 拿一個叫迭代器的東西。
• 然后每次都問這個迭代器拿數(shù)值，然后把數(shù)值賦給變量 n 。

我們來看看示意圖：

• Python 通過 iter(nums) 拿到一個迭代器，然后才開始遍歷。
• 第一次遍歷時，會問迭代器拿一個元素，然后把元素賦值給變量 n 。
• 整個過程，iter 執(zhí)行了一次，next 執(zhí)行了4次。
• 之前說的狀態(tài)值 i ，其實就保存在迭代器中。
• 以上的步驟從代碼上是看不到的。

可以看到，迭代器就是為了保存遍歷狀態(tài)而設(shè)定的。

迭代器的由來

你可能會疑惑，為什么多此一舉，非要弄一個所謂的迭代器出來？

可以把狀態(tài)值 i ，保存在列表對象中啊。

答案是，因為在嵌套for遍歷的時候，需要兩個for的狀態(tài)值 i 是獨立分開的。

看下圖：

• 如果狀態(tài)值 i 直接保存在列表對象中，那么這里的嵌套遍歷就亂套了。
• 可見，這里 Python 會為我們創(chuàng)建了2個獨立的迭代器，獨立維護了2個狀態(tài)值 i 。

上面例子中，列表 nums 稱為"可迭代對象"

說白了，迭代器就是用于維護一個遍歷過程中的狀態(tài)數(shù)據(jù)。

不是任何對象都有迭代器的

以上就是迭代器的由來，但似乎目前為止我們都沒看到迭代器是個啥樣。

通過下圖的代碼，來看看迭代器吧:

• 行22，通過 iter 方法從列表 nums 中獲取一個迭代器。
• 行26，通過 next 方法從迭代器 tor 中獲取一個值。
• 行24-行29，就是整個遍歷的過程。
• 行28，當(dāng)列表中的值都被取出來后，在行26 中再次問 tor 獲取值的時候，就會出現(xiàn) StopIteration 的錯誤。

重點歸納一下：

• 如果一個類正確實現(xiàn)了 __iter__ 方法，那么這個對象叫"可迭代對象"
• 可以通過 iter 方法從可迭代對象身上獲取一個迭代器。
• 迭代器是一個正確實現(xiàn) __next__ 方法的對象。
• 迭代器的狀態(tài)是無法重置，只能向前。一旦遍歷完畢，則無法再次使用。
• 例子中， nums 列表是一個可迭代對象。

題外話：實際上迭代器還正確實現(xiàn)了 __iter__ 方法，不過這個方法只是簡單地返回迭代器自身。

生成器其實就是一種迭代器

所謂的生成器，指定的是一種不斷生成輸出東西的事物，同樣地可以通過 next 方法從生成器上獲取輸出。

是不是與迭代器的概念不謀而合？那又是為什么弄這樣的一個概念出來？

生成器的特點

• 生成器的數(shù)據(jù)來源與迭代器不一樣。
• 行48-行51，生成器的來源不一定是可迭代對象，他可以是一個不斷輸出值的函數(shù)。
• 行45，因此，生成器有著迭代器一樣的性質(zhì)。不能重復(fù)使用。

真的需要 __iter__ 才是可迭代對象嗎？

Python中的協(xié)議不像Java或C#這么嚴格，當(dāng)一個對象實現(xiàn)了 __getitem__ 方法，并且可以從0索引開始訪問元素時，同樣也可以迭代他。

如下：

• 行62，實現(xiàn)了 __getitem__ 方法，就是讓這個對象可以通過諸如 mn[0] 這樣的方式去獲取元素。
• Python 在 for 循環(huán)時，發(fā)現(xiàn) MyNums 雖然沒實現(xiàn) __iter__ 方法，但有 __getitem__ 方法，那么自然可以通過維護一個狀態(tài)索引值 i ，不斷調(diào)用 __getitem__ 方法實現(xiàn)遍歷的效果。

小結(jié)

• 我們平時經(jīng)常使用的列表，元組，字典等集合，他們都是可迭代對象。
• 迭代器在 Python 中被定義為"只讀向前"，一旦使用完畢，則不能再次使用。
• 生成器就是一種迭代器，因此擁有迭代器同樣的性質(zhì)與限制。
• 當(dāng)自定義類型需要可迭代時，實現(xiàn) __iter__ 方法。
• 如果沒有實現(xiàn) __iter__ 方法，那么實現(xiàn) __getitem__ 方法也是可以支持迭代。

如果覺得本文對你有所幫助，記得關(guān)注、評論、轉(zhuǎn)發(fā)、收藏噢~ 私信我"python"，即可獲得按水平領(lǐng)域分類好的Python資料，還會不定期更新有用的Python技巧。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的python怎么由列表生成m*n的矩阵_Python进阶系列：Python遍历的秘密的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。