Python詳細解析之容器、可迭代物件、迭代器以及生成器

這篇文章為大家帶來了關於python的相關知識，其中主要介紹了關於容器、可迭代對象、迭代器以及生成器的相關問題，下面就一起來看一下，希望對大家有幫助。

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在剛開始學Python的時候，是不是常常會聽到大佬們在講容器、可迭代物件、迭代器、生成器、列表/集合/字典推導式等等眾多概念，其實這不是大佬們沒事就擱那扯專業術語來裝B，而是這些東西都得要明白的，光知道字串、列表等基礎還是不夠的，尤其是在Python的資料結構方面。

今天就來跟大家講Python中的容器、可迭代物件、迭代器和生成器這些難理解的概念，讓你的Python基礎更上一層樓！

一、容器

1.什麼是容器？

在Python中，容器是把多種元素組織在一起的資料結構，容器中的元素就可以逐一迭代取得。說穿了，它的作用就像它的名字一樣：用來存放東西（數據）。

容器其實是不存在的，它並不是一種資料類型，只是人為的一種概念，只是為了方便學習所創造的一個概念詞，它可以用成員關係運算子（in或not in）來判斷物件是否在容器裡面。

當然了，它不是我創造的，我沒有那麼大本事哈，是官方創造的好吧，你也不用擔心我是在教你一些奇奇怪怪的名詞，說出去別人都聽不懂…python中都是這麼叫的。 常見的容器類型有列表（list）、元組（tuple）、字串（str）、字典（dict）以及集合（set ）。

既然容器裡面的資料是可以迭代取得的，那麼我們又得來學一個新概念：可迭代物件。

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二、可迭代物件

1.什麼是可迭代物件？

在python中，可迭代物件並不是指某種特定的資料類型，它是指儲存了元素的一個容器物件。

也就是說，如果容器裡面沒有儲存數據，那它就不是可迭代對象，並不是所有的容器都是可迭代對象，容器包含但並不僅限於可迭代對象。

注意兩個點：

1.很多容器都是可迭代对象（容器包含了可迭代对象）。

2.一个可迭代对象是不能独立的进行迭代的，迭代是通过for来完成的，凡是可迭代对象都可以直接使用for循环进行访问。

for迴圈大家應該不陌生吧？有沒有想過，for迴圈內部是怎麼實現的？比如說這個for迴圈的例子，為什麼能輸出列表裡的每一個元素？它的內部是怎麼實現的？

其實for迴圈做了兩件事：

1.使用 __iter__() 返回1个迭代器，迭代器在下面会讲，这里先知道有这么个东西。

2.使用 __next__() 获取迭代器中的每一个元素。

那麼我們不用for迴圈來輸出清單裡的每一個元素，

l = [1,2,3,4]# for i in l:#     print(i)ite =l.__iter__() #接收一下ietr()干了什么print(ite)  
#打印print(ite.__next__())    
#for循环干第2件事情的时候做的第1步print(ite.__next__())    
#for循环干第2件事情的时候做的第2步print(ite.__next__())   
 #for循环干第2件事情的时候做的第3步print(ite.__next__())    
#for循环干第2件事情的时候做的第4步

輸出結果：

可以看出來，如果我們去掉哪行列印ite的程式碼，執行效果就是跟for迴圈輸出清單裡面的每一個元素是一樣的，for迴圈裡面限定了範圍是4次，實際上就執行了1次__iter__()和4次__next__()，也就是說for迴圈存取迭代物件的本質就是透過這樣去實現的。

而且，for迴圈本質上乾的那兩件事情，缺一不可，也就是說如果沒有__iter__()先回傳了迭代器，__next()__也無法取得到元素，恰恰說明了前面說要注意的兩點中的第2點：一個可迭代物件是不能獨立的進行迭代的。

有兩個內建函數跟它們原理是一樣的，本質相同，一般要用的話用內建函數要方便一些，起碼不用寫那麼多下劃線：

内置函数 iter() 的本质是 __inter__() ，也是返回一个迭代器。

内置函数 next（） 的本质是 __next__()，也是有了迭代器之后获取元素。

可以看出來結果也是一模一樣的，既然講到了迭代器，那就來看看什麼是迭代器。

三、迭代器

透過上面的for循環例子我們大概也能看得出來，

只要是实现了__iter__()和__next__()的对象，就是迭代器，迭代器是一个可迭代对象。

总之，迭代器是有__iter__()生成，可以通过__next__()进行调用。

既然如此，我們在學Python基礎的時候講過range( )是一個可迭代對象，那麼它也是可以透過__iter__()產生一個迭代器的。

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四、序列

序列在【賦值語句】那個專題文章中我有提過，這裡再講一下，序列也是一個抽象的概念，它包含了列表、元組和字串，它本身是不存在的，也是便於學習所創造的概念詞。

可迭代对象包含序列，既然序列包含了列表、元组和字符串，前面我们的例子中也涉及到 了，所以说序列可以被iter（）和next（）使用。

序列可以分为有限序列和无限序列。有限序列就是有范围的，比如说range(10)就已经限定了范围，相反的，无限序列也就是没有限定范围的序列。

我们来生成一个无限序列，这里需要用到1个新模块itertools，itertools用于高效循环的迭代函数集合,它下面有一个方法count()，可生成迭代器且无范围，可以理解为无限迭代器。

通过这个例子我们可以看出来，只要执行一次，next()就会获取一次迭代器里面的内容并逐次获取，我这里只写了4个next()，你多写几次就会多输出几次。

像next()这种什么时候需要就什么时候调用的机制叫做懒加载机制，也叫懒汉式加载；

相反地就有饿汉式加载。比如for循环这种的，只要一执行就会把可迭代器里面的所有对象都获取。

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五、列表推导式

列表推导式跟生成器有关，在讲生成器之前，需要先知道什么是列表推导式，列表推导式就是生成列表的一种方法，语法是这样的：

l = [i for i in 可迭代对象]

i表示要放进列表里的对象，for循环是一个式子。

比如我们用列表推导式来生成一个列表试试：

l = [i for i in range(5)]print(l)

运行结果：

[0, 1, 2, 3, 4]

运用列表推导式可以很方便地生成我们想要的列表。

同时它也有很多灵活的用法，比如在后面加上条件判断

l = [i for i in range(5) if 4<p>运行结果：</p><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false">[0, 1, 2, 3, 4]

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if后面的条件判断为真，则可以正常生成列表，如果为假，则列表推导式是无效的，此时的l将是一个空列表。

还有其他灵活的用法，比如操作前面的i,比如让i的数值全都翻2倍：

我们把迭代对象换一下，换成字符串，也同样可以输出，只是*在字符串里面表示重复操作符，所以效果变成了这样：

不仅如此，前面的i*2我们还可以用函数来进行操作，比如：

总而言之，列表推导式就是用来快速和自定义生成列表的一种方法，很灵活。

那么有人可能会举一反三了，列表推导式都是用 [] 来进行操作的，那如果用（）来操作行吗?它会不会生成一个元组？我们来看看：

[] 换成（）之后，返回的是一个生成器generrator ，那么下面我们再来讲讲生成器：

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六、生成器

生成器是真实存在于Python中的对象，与容器这种概念词是不同的，它是可以直接通过next()进行调用的。

1.生成器的第一种创建方法：生成器表达式

第一种创建方法跟列表推导式是差不多的，就是 [] 换成了（）：

l = (i for i in 可迭代对象)

比如我们来生成一个生成器，看看能不能用next()直接调用：

l = (i for i in "abcd")print(next(l))

运行结果：

a

可以看出，生成器是可以直接调用的。那么既然生成器可以被next()调用，那么生成器就是一个特殊的迭代器，是一个可迭代对象。

2.生成器的第二种创建方法：yield

除了用上面那种方法创建生成器，还可以用yield来创建，方法如下：

yield 关键字

比如说我们用一个函数中包含yield来创建生成器：

def fun():
    a = 10
    while 1:
        a += 1
        yield a


b = fun()print(b)

运行结果：

<generator></generator>

结果就是生成了一个生成器，而且此时的函数fun()就已经不再是一个函数了，它是一个生成器，只要函数中出现了yield，函数就变成了生成器。

为什么while循环没有一直执行？先不着急，我们输出看看：

def fun():
    a = 10
    while 1:
        a += 1
        yield a


b = fun()print(next(b))print(next(b))print(next(b))

运行结果：

111213

我调用了三次，所以它就运行了三次，while循环虽然存在，但是却不起作用，是因为前面我们提过的懒汉式加载。

什么时候需要了，什么时候用next()调用，就是懒汉式加载，不像饿汉式加载那样，提前生成了所有对象，如果这里换成for循环来完成，比如：

def fun():
    a = 10
    while 1:
        a += 1
        print(a)b = fun()

运行之后程序将会进入死循环，一直给a自加1，你可以试试看效果，这就是饿汉式加载提前生成了迭代器并调用了全部迭代器对象，饿汉式加载占用资源的放大镜。

七、小结

今天讲的内容可能听起来比较枯燥，这也是没得办法的，有些东西第一次听可能有点”难以下咽“，见得多了之后就习惯了，你得强迫自己去试着接受和理解这些抽象的东西。

最后用一张图来总结一下它们的关系：

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以上是Python詳細解析之容器、可迭代物件、迭代器以及生成器的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！