我們將要來學習python的重要概念迭代和迭代器，通過簡單實用的例子如列表迭代器和xrange。

可迭代

一個對象，物理或者虛擬存儲的序列。list，tuple，strins，dicttionary，set以及生成器對象都是可迭代的，整型數是不可迭代的。如果你不確定哪個可迭代哪個不可以，你需要用python內建的iter()來幫忙。

>>> iter([1,2,3]) 
<listiterator object at 0x026C8970> 
 
>>> iter({1:2, 2:4}) 
<dictionary-keyiterator object at 0x026CC1B0> 
 
>>> iter(1234) 
Traceback (most recent call last): 
  File "<pyshell#145>", line 1, in <module> 
    iter(1234) 
TypeError: 'int' object is not iterable 

iter()為list返回了listiterator對象，為dictionary返回了dictionary-keyiterator對象。類似對其他可迭代類型也會返回迭代器對象。

iter()用在自定義的類型會怎樣呢？我們先自己定義一個String類：

class String(object): 
  def __init__(self, val): 
    self.val = val 
  def __str__(self): 
    return self.val 
 
st = String('sample string') 

那么，st是可迭代的嗎？

>>> iter(st) 
TypeError: 'String' object is not iterable 

你可能會有幾個問題要問：

• 怎么讓自定義的類型可迭代？

• iter()究竟做了些什么？

讓我們補充String類來找找答案

class String(object): 
    def __init__(self, val): 
        self.val = val 
    def __str__(self): 
        return self.val 
    def __iter__(self): 
        print "This is __iter__ method of String class" 
        return iter(self.val)  #self.val is python string so iter() will return it's iterator 
 
>>> st = String('Sample String') 
>>> iter(st) 
This is __iter__ method of String class 
<iterator object at 0x026C8150> 

在String類中需要一個’__iter__’方法把String類型變成可迭代的，這就是說’iter’內部調用了’iterable.__iter__()’

別急，不是只有增加’__iter()’方法這一種途徑

class String(object): 
    def __init__(self, val): 
        self.val = val 
    def __str__(self): 
        return self.val 
    def __getitem__(self, index): 
        return self.val[index] 
 
>>> st = String('Sample String') 
>>> iter(st) 
<iterator object at 0x0273AC10> 

‘itr’也會調用’iterable.__getitem__()’，所以我們用’__getitem__’方法讓String類型可迭代。

如果在String類中同時使用’__iter__()’和’__getitem__()’,就只有’__iter__’會起作用。

自動迭代

for循環會自動迭代

for x in iterable: 
    print x 

我們可以不用for循環來實現嗎？

def iterate_while(iterable): 
    index = 0 
    while(i< len(iterable)): 
        print iterable[i] 
        i +=1 

這樣做對list和string是管用的，但對dictionary不會奏效，所以這絕對不是python式的迭代，也肯定不能模擬for循環的功能。我們先看迭代器，等下回再過頭來。

迭代器

關于迭代器先說幾條………..

• 1. 迭代器對象在迭代過程中會會產生可迭代的值，`next()`或者`__next()__`是迭代器用來產生下一個值的方法。

• 2. 它會在迭代結束后發出StopIteration異常。

• 3. `iter()`函數返回迭代器對象

• 4. 如果`iter()`函數被用在迭代器對象，它會返回對象本身

我們試一試模仿for循環

def simulate_for_loop(iterable): 
    it = iter(iterable) 
    while(True): 
try: 
     print next(it) 
except StopIteration: 
     break 
 
>>> simulate_for_loop([23,12,34,56]) 
23 
12 
34 
56 

前面我們看過了iterable類，我們知道iter會返回迭代器對象。

現在我們試著理解迭代器類的設計。

class Iterator: 
    def __init__(self, iterable) 
        self.iterable = iterable 
    . 
    . 
    def __iter__(self):  #iter should return self if called on iterator 
        return self 
    def next(self):  #Use __next__() in python 3.x 
        if condition: #it should raise StopIteration exception if no next element is left to return 
            raise StopIteration 

我們學了夠多的迭代和迭代器，在python程序中不會用到比這更深的了。

但是為了學習的目的我們就到這兒。。。。

列表迭代器

你可能會在面試中寫這個，所以打起精神來注意了

class list_iter(object): 
    def __init__(self, list_data): 
        self.list_data = list_data 
        self.index = 0 
    def __iter__(self): 
        return self 
    def next(self):   #Use __next__ in python 3.x 
        if self.index < len(self.list_data): 
            val = self.list_data[self.index] 
            self.index += 1 
            return val 
        else: 
            raise StopIteration() 

我們來用`list_iter`自己定義一個列表迭代器

class List(object): 
    def __init__(self, val): 
        self.val = val 
    def __iter__(self): 
        return list_iter(self.val) 
 
>>> ls = List([1,2,34]) 
>>> it = iter(ls) 
>>> next(it) 
1 
>>> next(it) 
2 
>>> next(it) 
34 
>>> next(it) 
 
Traceback (most recent call last): 
  File "<pyshell#254>", line 1, in <module> 
    next(it) 
  File "<pyshell#228>", line 13, in next 
    raise StopIteration() 
StopIteration 
 
xrange 

從一個問題開始——xrange是迭代還是迭代器？

我們來看看

>>> x = xrange(10) 
>>> type(x) 
<type 'xrange'> 

幾個關鍵點：

• 1. `iter(xrange(num))`應該被支持

• 2. 如果`iter(xrange(num))`返回同樣的對象（xrange類型）那xrange就是迭代器

• 3. 如果`iter(xrange(num))`返回一個迭代器對象那xrange就是迭代

>>> iter(xrange(10)) 
<rangeiterator object at 0x0264EFE0> 

它返回了rangeiterator，所以我們完全可以叫它迭代器。

讓我們用最少的xrange函數實現自己的xrange

xrange_iterator 
 
class xrange_iter(object): 
    def __init__(self, num): 
        self.num = num 
        self.start = 0 
    def __iter__(self): 
        return self 
    def next(self): 
        if self.start < self.num: 
            val = self.start 
            self.start += 1 
            return val 
        else: 
            raise StopIteration() 
 
my xrange 
 
class my_xrange(object): 
    def __init__(self, num): 
        self.num = num 
    def __iter__(self): 
        return xrange_iter(self.num) 
 
>>> for x in my_xrange(10): 
print x, 
 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 

我喜歡在這里總結這篇文章，歡迎發表評論和疑問。

譯文鏈接：http://www.codeceo.com/article/python-iterable-and-iterator.html
英文原文：Python: Iterable and Iterator