06.18 Python 迭代器 Iterators

理解迭代器是學習Python重要的里程碑。這篇文章帶你理解基於類的迭代器的實現。

Python相比於其他語言，更加簡潔、好看。請看下面的for-in循環:

迭代列表 numbers 每一項並打印。

那這個循環背後的構造是怎麼做到的呢，我們自己實現一個對象，能迭代嗎？

理解了Python的迭代器的接口，就可以自己實現

只要創建的對象實現 __iter__ 和 __next__ 方法，就可以用 for-in 循環迭代對象。

實現一個永遠不會停的迭代器

我們準備開始寫一個類，這個類實現了迭代器的接口中的兩個方法。

輸出：

RepeatForever 和 RepeatForeverIterator 一起構成了我們這個永不停止的迭代器。RepeatForever 實現了 __iter__ 方法，此方法返回一個迭代器對象 RepeatForeverIterator，這個迭代器對象定義了 __next__ 方法。

實例化 RepeatForever('hello') 後使用for-in 循環執行，實際上調用了迭代器的 __next__ 方法。

為了解釋 for-in 調用的細節，我們可以自己實現一個看看它是怎麼調用的。

使用了更熟悉的 while 循環，每次循環，都調用迭代器對象 RepeatForeverIterator 的__next__ 方法。輸出結果和用 for-in是一致的。

其實和數據庫的 cursor 對象類似，不用一次把結果都讀入到內存中，而是一次獲取一行，處理一行。這樣能夠節省內存，增大運行效率。

使用 for-in 語法，我們就不用自己編寫 while 語法，不需要知道迭代器怎麼獲取，調用迭代器哪個方法。 用更抽象的語言描述就是迭代器提供了簡潔的接口，允許處理容器的每個元素，而不必知道其中的內部結構。

你不需要知道要迭代的類型，列表，試圖，字典，元組都不用考慮，只要一項一項的處理數據。

Python 提供了內置方法 iter() 和 next() 處理迭代器。iter() 方法接受的參數是支持迭代器接口的對象。返回迭代器對象，然後調用 next() 方法就每次能夠獲取到迭代器的下一個元素。

一個類實現迭代器

以上的例子可以用一個類就能實現。

類 RepeatForever 的方法 __iter__ 返回自身引用 self。

類自己又定義了 __next__ 方法，並返回值 self.value。

限制迭代次數

限制迭代次數需要在迭代器方法 __next__ 中拋出異常，raise StopIteration。for-in 會為我們處理這個異常，然後停止執行。

RepeatBounded 構造函數中，初始化了計數器變量 count 為 0

__next__ 方法每次調用時，計數器變量 count 會加1。方法開頭判斷如果計數器變量 count 大於等於 max_count 時，達到最大循環次數，拋出異常 StopIteration，停止迭代。

輸出：