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這篇文章主要講解了“Python容器、可迭代對象、迭代器及生成器這么應用”,文中的講解內容簡單清晰,易于學習與理解,下面請大家跟著小編的思路慢慢深入,一起來研究和學習“Python容器、可迭代對象、迭代器及生成器這么應用”吧!
在Python中,容器是把多種元素組織在一起的數據結構,容器中的元素就可以逐個迭代獲取。說白了,它的作用就像它的名字一樣:用來存放東西(數據)。
容器實際上是不存在的,它并不是一種數據類型,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,它可以用成員關系操作符(in或not in)來判斷對象是否在容器里面。
當然了,它不是我創造的,我沒有那么大本事哈,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中都是這么叫的。常見的容器類型有列表(list)、元組(tuple)、字符串(str)、字典(dict)以及集合(set )。
既然容器里面的數據是可以迭代獲取的,那么我們又得來學一個新概念:可迭代對象。
在python中,可迭代對象并不是指某種具體的數據類型,它是指存儲了元素的一個容器對象。
也就是說,如果容器里面沒有存儲數據,那它就不是可迭代對象,并不是所有的容器都是可迭代對象,容器包含但并不僅限于可迭代對象。
注意兩個點:
1.很多容器都是可迭代對象(容器包含了可迭代對象)。 2.一個可迭代對象是不能獨立的進行迭代的,迭代是通過for來完成的,凡是可迭代對象都可以直接使用for循環進行訪問。
for循環大家應該不陌生吧?有沒有想過,for循環內部是怎么實現的?比如說這個for循環的例子,為什么能輸出列表里的每一個元素?它的內部是怎么實現的?
其實for循環做了兩件事情:
1.使用 __iter__() 返回1個迭代器,迭代器在下面會講,這里先知道有這么個東西。 2.使用 __next__() 獲取迭代器中的每一個元素。
那么我們不用for循環來輸出列表里的每一個元素,
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循環干第2件事情的時候做的第1步print(ite.__next__()) #for循環干第2件事情的時候做的第2步print(ite.__next__()) #for循環干第2件事情的時候做的第3步print(ite.__next__()) #for循環干第2件事情的時候做的第4步
輸出結果:
可以看出來,如果我們去掉哪行打印ite的代碼,執行效果就是跟for循環輸出列表里面的每一個元素是一樣的,for循環里面限定了范圍是4次,實際上就執行了1次__iter__()和4次__next__(),也就是說for循環訪問迭代對象的本質就是通過這么去實現的。
而且,for循環本質上干的那兩件事情,缺一不可,也就是說如果沒有__iter__()先返回了迭代器,__next()__也無法獲取到元素,恰恰說明了前面說要注意的兩點中的第2點:一個可迭代對象是不能獨立的進行迭代的。
有兩個內置函數跟它們原理是一樣的,本質相同,一般要用的話用內置函數要方便一些,起碼不用寫那么多下劃線:
內置函數 iter() 的本質是 __inter__() ,也是返回一個迭代器。 內置函數 next() 的本質是 __next__(),也是有了迭代器之后獲取元素。
可以看出來結果也是一模一樣的,既然講到了迭代器,那么就來看看什么是迭代器。
通過上面的for循環例子我們大概也能看得出來,
只要是實現了__iter__()和__next__()的對象,就是迭代器,迭代器是一個可迭代對象。 總之,迭代器是有__iter__()生成,可以通過__next__()進行調用。
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,那么它也是可以通過__iter__()生成一個迭代器的。
序列在【賦值語句】那個專題文章中我有提過,這里再講一下,序列也是一個抽象的概念,它包含了列表、元組和字符串,它本身是不存在的,也是便于學習所創造的一個概念詞。
可迭代對象包含序列,既然序列包含了列表、元組和字符串,前面我們的例子中也涉及到 了,所以說序列可以被iter()和next()使用。
序列可以分為有限序列和無限序列。有限序列就是有范圍的,比如說range(10)就已經限定了范圍,相反的,無限序列也就是沒有限定范圍的序列。
我們來生成一個無限序列,這里需要用到1個新模塊itertools,itertools用于高效循環的迭代函數集合,它下面有一個方法count(),可生成迭代器且無范圍,可以理解為無限迭代器。
通過這個例子我們可以看出來,只要執行一次,next()就會獲取一次迭代器里面的內容并逐次獲取,我這里只寫了4個next(),你多寫幾次就會多輸出幾次。
像next()這種什么時候需要就什么時候調用的機制叫做懶加載機制,也叫懶漢式加載;
相反地就有餓漢式加載。比如for循環這種的,只要一執行就會把可迭代器里面的所有對象都獲取。
列表推導式跟生成器有關,在講生成器之前,需要先知道什么是列表推導式,列表推導式就是生成列表的一種方法,語法是這樣的:
l = [i for i in 可迭代對象]
i表示要放進列表里的對象,for循環是一個式子。
比如我們用列表推導式來生成一個列表試試:
l = [i for i in range(5)]print(l)
運行結果:
[0, 1, 2, 3, 4]
運用列表推導式可以很方便地生成我們想要的列表。
同時它也有很多靈活的用法,比如在后面加上條件判斷
l = [i for i in range(5) if 4<5]print(l)
運行結果:
[0, 1, 2, 3, 4]
if后面的條件判斷為真,則可以正常生成列表,如果為假,則列表推導式是無效的,此時的l將是一個空列表。
還有其他靈活的用法,比如操作前面的i,比如讓i的數值全都翻2倍:
我們把迭代對象換一下,換成字符串,也同樣可以輸出,只是*在字符串里面表示重復操作符,所以效果變成了這樣:
不僅如此,前面的i*2我們還可以用函數來進行操作,比如:
總而言之,列表推導式就是用來快速和自定義生成列表的一種方法,很靈活。
那么有人可能會舉一反三了,列表推導式都是用 [] 來進行操作的,那如果用()來操作行嗎?它會不會生成一個元組?我們來看看:
[] 換成()之后,返回的是一個生成器generrator ,那么下面我們再來講講生成器:
生成器是真實存在于Python中的對象,與容器這種概念詞是不同的,它是可以直接通過next()進行調用的。
第一種創建方法跟列表推導式是差不多的,就是 [] 換成了():
l = (i for i in 可迭代對象)
比如我們來生成一個生成器,看看能不能用next()直接調用:
l = (i for i in "abcd")print(next(l))
運行結果:
a
可以看出,生成器是可以直接調用的。那么既然生成器可以被next()調用,那么生成器就是一個特殊的迭代器,是一個可迭代對象。
除了用上面那種方法創建生成器,還可以用yield來創建,方法如下:
yield 關鍵字
比如說我們用一個函數中包含yield來創建生成器:
def fun(): a = 10 while 1: a += 1 yield a b = fun()print(b)
運行結果:
<generator object fun at 0x000001F2AD95E900>
結果就是生成了一個生成器,而且此時的函數fun()就已經不再是一個函數了,它是一個生成器,只要函數中出現了yield,函數就變成了生成器。
為什么while循環沒有一直執行?先不著急,我們輸出看看:
def fun(): a = 10 while 1: a += 1 yield a b = fun()print(next(b))print(next(b))print(next(b))
運行結果:
111213
我調用了三次,所以它就運行了三次,while循環雖然存在,但是卻不起作用,是因為前面我們提過的懶漢式加載。
什么時候需要了,什么時候用next()調用,就是懶漢式加載,不像餓漢式加載那樣,提前生成了所有對象,如果這里換成for循環來完成,比如:
def fun(): a = 10 while 1: a += 1 print(a)b = fun()
運行之后程序將會進入死循環,一直給a自加1,你可以試試看效果,這就是餓漢式加載提前生成了迭代器并調用了全部迭代器對象,餓漢式加載占用資源的放大鏡。
今天講的內容可能聽起來比較枯燥,這也是沒得辦法的,有些東西第一次聽可能有點”難以下咽“,見得多了之后就習慣了,你得強迫自己去試著接受和理解這些抽象的東西。
最后用一張圖來總結一下它們的關系:
感謝各位的閱讀,以上就是“Python容器、可迭代對象、迭代器及生成器這么應用”的內容了,經過本文的學習后,相信大家對Python容器、可迭代對象、迭代器及生成器這么應用這一問題有了更深刻的體會,具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云,小編將為大家推送更多相關知識點的文章,歡迎關注!
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