生成和迭代

1 生成器

众所周知，列表既可以由切片生成，又可以由推导生成。

>>> L = list(range(100))
>>> L
[0, 1, 2, 3, ..., 99]
>>> L[:10]
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>> L[:10:2]
[0, 2, 4, 6, 8]
>>> L[:]
[0, 1, 2, 3, ..., 99]

>>> list(range(1, 11))
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

>>> L = []
>>> for x in range(1, 11):
...    L.append(x * x)
...
>>> L
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
>>> [x * x for x in range(1, 11)]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
>>> [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
[4, 16, 36, 64, 100]

>>> [m + n for m in 'ABC' for n in 'XYZ']
['AX', 'AY', 'AZ', 'BX', 'BY', 'BZ', 'CX', 'CY', 'CZ']

>>> d = {'x': 'A', 'y': 'B', 'z': 'C' }
>>> [k + '=' + v for k, v in d.items()]
['y=B', 'x=A', 'z=C']

if 在后，不能有 else ; if 在前，必须有 else 。

>>> [x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
[2, 4, 6, 8, 10]

>>> [x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0 else 0]
  File "<stdin>", line 1
    [x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0 else 0]
                                              ^
SyntaxError: invalid syntax

>>> [x if x % 2 == 0 else -x for x in range(1, 11)]
[-1, 2, -3, 4, -5, 6, -7, 8, -9, 10]

>>> [x if x % 2 == 0 for x in range(1, 11)]
  File "<stdin>", line 1
    [x if x % 2 == 0 for x in range(1, 11)]
                       ^
SyntaxError: invalid syntax

生成器有多种创建方法，最简单的是把推导的 [] 改成 () 。

>>> L = [x * x for x in range(10)]
>>> L
[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
>>> g = (x * x for x in range(10))
>>> g
<generator object <genexpr> at 0x1022ef630>
>>> g = (x * x for x in range(10))
>>> for n in g:
...     print(n)
... 
0
1
4
9
16
25
36
49
64
81

复杂的生成器通过函数创建，用 yield 替换 print 。当一个函数包含 yield 时，它就不再是一个普通函数了，只在每次调用 next() 的时候执行，遇到 yield 语句立即返回，再次执行时从上次返回处继续。

def fib(max):
    n, a, b = 0, 0, 1
    while n < max:
        yield(b)
        a, b = b, a + b
        n = n + 1
    return 'done'

>>> f = fib(6)
>>> f
<generator object fib at 0x104feaaa0>

想要拿到 return 的返回值 done ，必须捕获 StopIteration 错误。

>>> g = fib(6)
>>> while True:
...     try:
...         x = next(g)
...         print('g:', x)
...     except StopIteration as e:
...         print('Generator return value:', e.value)
...         break
...
g: 1
g: 1
g: 2
g: 3
g: 5
g: 8
Generator return value: done

2 迭代器

当我们使用 for 循环时，只要作用对象能迭代， for 循环就可以正常运行。那么如何判断一个对象能不能迭代呢？

>>> from collections.abc import Iterable
>>> isinstance(123, Iterable) # int 能不能迭代
False
>>> isinstance('abc', Iterable) # str 能不能迭代
True
>>> isinstance([], Iterable) # list 能不能迭代
True
>>> isinstance({}, Iterable) # dict 能不能迭代
True

str 、 list 、 dict 能迭代，但不是迭代器。不过我们可以获取它们所对应的迭代器。

>> from collections.abc import Iterator

>>> isinstance('abc', Iterator)
False
>>> isinstance([], Iterator)
False
>>> isinstance({}, Iterator)
False

>>> isinstance(iter('abc'), Iterator)
True
>>> isinstance(iter([]), Iterator)
True
>>> isinstance(iter({}), Iterator)
True

• 凡是可作用于 for 循环的对象都是 Iterable 类型
• 凡是可作用于 next() 函数的对象都是 Iterator 类型