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關於Python中的range 物件是不是迭代器的探討

零到壹度
發布: 2018-04-02 14:28:45
原創
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迭代器(iterator)是惰性可迭代物件(lazy iterable),range 函數在 Python 3 中是一個惰性的可迭代對象,那麼 range 是不是迭代器呢?為什麼。

TLNR:Python 3 中的 range 物件(Python 2 中的 xrange 物件)是 lazy 的,但 range 物件不是迭代器。



#是的,這讓人很困惑

當談論Python 中的迭代器(iterator)和可迭代物件(iterable)時,你很可能會聽到有人重複range 是迭代器的誤解。我認為這是非常嚴重誤解, 如果你認為 range 物件是迭代器,那麼你關於「迭代器是如何運作」的心智模型還不夠清楚。從某種意義上來說,range 和迭代器都是「惰性」的,但它們是以相當不同的方式實現「惰性」的。


什麼是迭代器(iterator)

在Python 中,可迭代物件就是你可以迭代的任何東西,而迭代器就是實際迭代的東西。

Iter-ables are able to be iterated over. Iter-ators are the agents that perform the iteration.

可以使用iter 函數從任何可迭代物件中取得迭代器:

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#一旦有了迭代器,可以用它做的唯一的事情就是獲得它的下一個元素:

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如果沒有更多的元素了, 則會拋出一個stop iteration exception:

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所有的迭代器都是可迭代對象,意思是你可以從一個迭代器中得到一個迭代器,因此你可以遍歷一個迭代器:

#

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應該指出的是迭代器是有狀態的,在循環遍歷一次迭代器後,如果嘗試再次循環,它將為空:

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在Python 3 中,<span style="color: rgb(103, 103, 103);">enumerate、zip、reversed</span>#和其他一些內建函數會傳回迭代器:

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#產生器(無論來自生成器函數還是生成器表達式)是一種建立迭代器的簡單方法:

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我常說迭代器是惰性的一次性可迭代物件。 「惰性」是因為他們只循環計算項目,「單次使用是因為一旦從一個迭代器中「消費」了一個元素之後,這個元素就永遠消失了。


什麼是range

Python 3 中的range 物件(Python 2 中的xrange)可以像任何其他可迭代物件一樣循環使用:

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因為range 是可迭代對象,所以可以從中得到一個迭代器:

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#但range 物件本身不是迭代器,我們不能在range 物件上調用next:

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與迭代器不同的是,我們可以遍歷一個range 物件而不「消耗」它:

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如果我們使用迭代器完成此操作,則第二次循環時不會得到任何元素:

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宗上,與 <span style="color: rgb(103, 103, 103);">#zip</span>##, enumerate<span style="color: rgb(103, 103, 103);"></span>, or #generator<span style="color: rgb(103, 103, 103);"></span>物件不同,range 物件不是迭代器。


那麼,究竟range 是什麼

range 物件在某種意義上是「惰性的」,因為它不會產生創建時包含的每個數字,相反,當我們在循環中需要的時候,它才會將這些數字返回給我們。

下面是一個range 物件和一個生成器(是一種迭代器):

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不像生成器,range 物件有長度:

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且可以被索引:

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與迭代器不同,你可以問他們是否包含某個元素而不改變他們的狀態:

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如果你想要一個range 物件的描述,可以稱它們為<span style="color: rgb(103, 103, 103);">懶序列</span>#,range 是序列(如列表,元組和字串),但不包含任何記憶體中的內容,而是透過計算來回答問題。

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#為什麼這個差異很重要

如果我告訴你某個物件是一個迭代器,你會知道當在這個物件上呼叫iter 函數時,總是會得到相同的物件(依照定義):

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確信可以在這個物件上呼叫next 函數,因為可以在所有的迭代器上呼叫next 函數:

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而且你會知道,當遍歷它時,這些元素將從迭代器中被消耗掉,有時候這個特性可以派上用場(以特殊的方式處理迭代器):

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#所以雖然看起來「惰性可迭代物件」和“迭代器」之間的差異很微妙,但這些術語確實意味著不同的東西。 雖然「惰性可迭代物件」是一個沒有具體含義的非常普遍的術語,但「迭代器」這個詞意味著一個具有非常特定行為的物件。


總結

如果你知道你可以循環遍歷某個對象,這是一個可迭代對象(iterable )。

如果你知道你正在循環遍歷的物件是在循環的時候計算出來,那麼這是一個惰性可迭代物件(lazy iterable)。

如果你知道你可以傳遞一些東西給 next 函數,它就是一個迭代器(這是最常見的惰性可迭代物件)。

如果你可以循環多次而不用「耗盡」它,它不是迭代器。如果你不能將某些東西傳遞給 next 函數,那麼它不是一個迭代器。 Python 3 的 range 物件不是迭代器。 如果你正在指導別人關於range 物件的知識,請不要使用「迭代器」一詞,這會讓人十分困惑,並可能導致他人開始濫用「迭代器」這個詞

相關推薦:

#關於迭代器的詳細說明

Python中可迭代物件與迭代器物件的理解

#Range物件

##########Range物件############# ########

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來源:php.cn
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