自定義可迭代的類

列表可以獲取列表的長度，然后使用變量i對列表索引進(jìn)行循環(huán)，也可以獲取集合的所有元素，且容易理解。沒錯(cuò)，使用列表的代碼是容易理解，也很好操作，但這是要付出代價(jià)的。列表之所以可以用索引來快速定位其中的任何一個(gè)元素，是因?yàn)榱斜硎且幌伦訉⑺械臄?shù)據(jù)都裝載在內(nèi)存中，而且是一塊連續(xù)的內(nèi)存空間。當(dāng)數(shù)據(jù)量比較小時(shí)，實(shí)現(xiàn)比較容易；當(dāng)數(shù)據(jù)量非常大時(shí)，會(huì)非常消耗內(nèi)存資源。而迭代就不同，迭代是讀取多少元素，就將多少元素裝載到內(nèi)存中，不讀取就不裝載。這有點(diǎn)像處理XML的兩種方式：DOM和SAX。DOM是一下子將所有的XML數(shù)據(jù)都裝載到內(nèi)存中，所以可以快速定位任何一個(gè)元素，但代價(jià)是消耗內(nèi)存；而SAX是順序讀取XML文檔，沒讀到的XML文檔內(nèi)容是不會(huì)裝載到內(nèi)存中的，所以SAX比較節(jié)省內(nèi)存，但只能從前向后的順序讀取XML文檔的內(nèi)容。

如果在一個(gè)類中定義 __iter__ 方法，那么這個(gè)類的實(shí)例就是一個(gè)迭代器。 __iter__ 方法需要返回一個(gè)迭代器，所以就返回對象本身即可(也就是self)。當(dāng)對象每迭代一次時(shí)，就會(huì)調(diào)用迭代器中的另外一個(gè)特殊成員方法 __next__ 。該方法需要返回當(dāng)前迭代的結(jié)果。下面先看一個(gè)簡單的例子，在這個(gè)例子中，通過自定義迭代器對由星號 * 組成的直三角形的每一行進(jìn)行迭代，然后通過for循環(huán)進(jìn)行迭代，輸出一定行數(shù)的直角三角形。

            
# 可無限迭代直角三角形的行
class righttriangle:
  def __init__(self):
    # 定義一個(gè)變量n，表示當(dāng)前的行數(shù)
    self.n = 1
  def __next__(self):
    # 通過字符串的乘法獲取直接三角形每一行的字符串，每一行字符串的長度是2 * n -1
    result = '*' * (2 * self.n - 1)
    # 行數(shù)加1
    self.n += 1
    return result
  # 該方法必須返回一個(gè)迭代器
  def __iter__(self):
    return self

rt = righttriangle()
# 對迭代器進(jìn)行迭代
for e in rt:
  # 限制輸出行的長度不能大于20，否則將會(huì)無限輸出行
  if len(e) > 20:
    break
  print(e)
          

輸出結(jié)果：

            
*
***
*****
*******
*********
***********
*************
***************
*****************
*******************
          

[例10.10] 現(xiàn)在來看一個(gè)更有意思的例子，在這個(gè)例子中定義了一個(gè)迭代器類(Fibonacci)，用于無限制迭代斐波那契數(shù)列。

            
# 可以無限制迭代斐波那契數(shù)列
class Fibonacci:
  # 在構(gòu)造方法中定義兩個(gè)變量a和b，用來表示斐波那契數(shù)列的最開始的兩個(gè)值
  def __init__(self):
    self.a = 0
    self.b = 1
  def __next__(self):
    # self.a就是當(dāng)前要迭代的值
    result = self.a
    # 計(jì)算斐波那契數(shù)列的下一個(gè)值，并將a變成原來的b，將b變成下一個(gè)值
    self.a, self.b = self.b, self.a + self.b
    # 返回當(dāng)前迭代的值
    return result
  # 該方法必須返回一個(gè)迭代器
  def __iter__(self):
    return self

fibs = Fibonacci()
# 對斐波那契數(shù)列進(jìn)行迭代
for fib in fibs:
  print(fib,end = ' ')
  # 迭代的值不能超過500
  if fib > 500:
    break
          

輸出結(jié)果：

            
0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 
          

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