Python基础(12)之迭代器

我们之前一直在用可迭代对象进行迭代操作，那么到底什么是可迭代对象？
首先我们先回顾一下目前我们所熟知的可迭代对象有哪些：str、list、tuple、dict、set。
那为什么我们可以称他们为可迭代对象呢？因为他们都遵循了可迭代协议。
什么是可迭代协议？首先我们先看一段代码：

# 正确
for i in '123':
    print(i)

'''
1
2
3
'''

# 错误
for i in 123:
    print(i)

'''
Traceback (most recent call last):
  File ..., line 6, in <module>
    for i in 123:
TypeError: 'int' object is not iterable
'''

注意看报错信息中有这样一句句话：'int' object is not iterable .。
翻译过来就是整数类型对象是不可迭代的，iterable 表⽰可迭代的，即遵循可迭代协议。
那么如何进行验证指定数据类型是否符合可迭代协议？我们可以通过 dir 函数来查看类中定义好的所有方法。
在打印结果中寻找 __iter__，如果能找到，那么这个类的对象就是一个可迭代对象。

print('__iter__' in dir(str))

'''
True
'''

我们发现在字符串中可以找到 __iter__，继续看一下 list、tuple、dict、set 以及文件对象：

print('__iter__' in dir(tuple))
print('__iter__' in dir(list))
print('__iter__' in dir(open("1.txt", 'w')))
print('__iter__' in dir(set))
print('__iter__' in dir(dict))

'''
True
True
True
True
True
'''

我们发现这几个可以进行 for 循环的对象都有 __iter__ 函数, 包括 range 也有：

print('__iter__' in dir(range(1, 2, 3)))

'''
True
'''

有两个和可迭代对象相关的两个类型分别是：

• Iterable：可迭代的类型；
• Iterator：迭代器类型；

所以我们还可以通过 isinstence() 函数来查看一个对象是否是这两个类型的实例：

from collections import Iterable
from collections import Iterator

lst = [1, 2, 3]
lst_iter = lst.__iter__()

print(isinstance(lst, Iterable), isinstance(lst, Iterator))
print(isinstance(lst_iter, Iterable), isinstance(lst_iter, Iterator))

'''
True False
True True
'''

综上，我们可以确定，如果对象中有 __iter__ 函数，那么我们认为这个对象遵守了可迭代协议，就可以获取到相应的迭代器。这里的 __iter__ 是帮助我们获取到对象的迭代器，我们可以使用迭代器中的 __next__() 来逐个获取迭代器中的元素。
说到这里，那么 for 循环的原理到底是什么？继续看代码：

str = 'hello'
str_iter = str.__iter__()
print(str_iter.__next__())
print(str_iter.__next__())
print(str_iter.__next__())
print(str_iter.__next__())
print(str_iter.__next__())
print(str_iter.__next__())  # 这行报错

'''
h
e
l
l
o
Traceback (most recent call last):
  File ..., line 8, in <module>
    print(str_iter.__next__())
StopIteration
'''

可以揭晓了，for 循环的机制其实如下：

str = 'hello'
str_iter = str.__iter__()

while True:
    try:
        item = str_iter.__next__()
        print(item)
    except StopIteration:
        break

'''
h
e
l
l
o
'''

小结

可迭代对象与迭代器：

• Iterable：可迭代对象，内部包含 __iter__() 函数；
• Iterator：迭代器，内部包含 __iter__() 同时包含 __next__()；

迭代器的特点：

1. 节省内存；
2. 惰性机制；
3. 不能反复, 只能向下执行；