Python 迭代器與生成器

一、迭代器

理解迭代器需要搞清楚容器(container)、迭代器協議、可迭代物件(iterable)、迭代器(iterator)、生成器(generator)。

1、容器(container)

容器是一種把多個元素組織在一起的資料結構，容器中的元素可以逐個地迭代獲取，可以用in, not in關鍵字判斷元素是否包含在容器中。通常這類資料結構把所有的元素儲存在記憶體中（也有一些特例，並不是所有的元素都放在記憶體，比如迭代器和生成器物件。

在python中，常見的容器物件有：

list, deque, …. set, frozensets, …. dict, defaultdict, ordereddict, counter, …. tuple, namedtuple, …

str

2、迭代器協議

在提供了next方法的物件中，執行迭代時返回下一項，當迭代至最後一項時就引起乙個stopiteration異常，此時終止迭代。通常在物件內部定義乙個__iter__()方法和__next__() 方法實現了迭代器協議

3、可迭代物件(iterable)

實現了迭代器協議的物件被稱為可迭代物件。很多容器都是可迭代物件，此外如處於開啟狀態的files，sockets等更多的物件同樣也是可迭代物件。

4、迭代器(iterator)

迭代器是乙個帶狀態的物件，它不會一次性把所有元素載入到記憶體，而是需要的時候才生成返回結果。呼叫__iter__()方法返回迭代器自身，呼叫next()方法的時候返回當前呼叫生成的結果，同時為下一次呼叫next()方法修改狀態。

二、生成器

生成器是一種特殊的迭代器，不過這種迭代器更加優雅。它不需要再像上面的類一樣寫__iter__()和__next__()方法了，只需要乙個yiled關鍵字。生成器不是立即產生結果，而是在需要的時候才產生結果，這種延遲操作是生成器的主要的用途。生成器函式與生成器表示式是生成器兩種常見的用途。

1、生成器函式

生成器函式和常規函式的定義相同，不同之處在於它的返回值不是通過return而是用yield。當執行到yield語句時會自動掛起該生成器函式的狀態，保留足夠的資訊，以便之後從它離開的地方繼續執行。

2、生成器表示式

類似於列表推導式，但是，生成器返回按需產生結果的乙個物件，而不是一次構建乙個結果列表。

squares = (x**2 for x in range(5))

python的很多內建函式（如for迴圈，sum函式）會自動實現迭代器協議，因此可以寫出更加pythonic的**。

sum(x ** 2 for x in xrange(4))