迭代器是实现__iter__()和__next__()方法的对象,用于按需遍历数据;生成器是使用yield的特殊迭代器,能延迟计算节省内存。1.迭代器通过next()逐个获取元素,如列表需用iter()转换;2.自定义迭代器需定义类并实现两个方法,如mycounter控制遍历状态;3.生成器用yield暂停执行,如fibonacci()按需生成数列;4.生成器表达式用()且不占内存,适合处理大数据,如逐行读取大文件。

在Python中,迭代器和生成器是处理数据流的重要工具。它们不仅能让代码更简洁高效,还能节省内存资源,特别是在处理大规模数据时非常有用。

什么是迭代器?
迭代器是一个可以记住遍历位置的对象。它实现了两个方法:__iter__() 和 __next__()。使用迭代器可以按需获取元素,而不是一次性把所有数据加载到内存中。

常见的可迭代对象包括列表、字符串、字典等。但这些本身并不是迭代器,需要用 iter() 函数转换一下才能变成迭代器。
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比如:

my_list = [1, 2, 3] it = iter(my_list) print(next(it)) # 输出 1 print(next(it)) # 输出 2
当你用完所有元素后再调用 next(),会抛出 StopIteration 异常,这是迭代结束的标志。
自定义迭代器怎么写?
如果你想自己实现一个迭代器,只需要定义一个类,并实现 __iter__() 和 __next__() 方法。
举个例子,我们来写一个简单的计数器迭代器:
class MyCounter:
def __init__(self, start=0, end=5):
self.current = start
self.end = end
def __iter__(self):
return self
def __next__(self):
if self.current < self.end:
num = self.current
self.current += 1
return num
else:
raise StopIteration
# 使用
counter = MyCounter(1, 4)
for num in counter:
print(num)
# 输出:
# 1
# 2
# 3这个自定义迭代器可以在循环中自动控制状态,适合用来封装一些有规律的数据结构或逻辑。
生成器是什么?怎么用?
生成器是一种特殊的迭代器,它的写法比类简单很多,使用 yield 关键字就能实现。
相比普通函数返回一个值后就结束了,生成器函数每次遇到 yield 会暂停并保存当前状态,下次调用再继续执行。
比如下面这个生成器,可以无限生成斐波那契数列:
def fibonacci():
a, b = 0, 1
while True:
yield a
a, b = b, a + b
fib = fibonacci()
print(next(fib)) # 0
print(next(fib)) # 1
print(next(fib)) # 1
print(next(fib)) # 2你也可以像这样限制输出次数:
for i, val in enumerate(fib):
if i >= 10:
break
print(val)这种方式非常适合处理大数据或者需要延迟计算的场景。
生成器表达式 vs 列表推导式
如果你熟悉列表推导式,你会发现生成器表达式的写法几乎一样,只是用小括号 () 而不是方括号 []。
- 列表推导式:
[x**2 for x in range(10)] - 生成器表达式:
(x**2 for x in range(10))
区别在于:
- 列表推导式会立刻生成全部数据;
- 生成器表达式则是“按需”生成,不占内存。
所以,当你只关心逐个访问元素而不必一次全存下来时,用生成器表达式更高效。
实际应用场景举例
- 读取大文件:一行一行读取,避免一次性加载整个文件;
- 网络爬虫:边抓取边处理,减少等待时间;
- 实时数据流处理:比如传感器持续传来的数据;
- 简化递归结构遍历:比如树形结构的深度优先遍历。
例如,读取一个超大日志文件:
def read_large_file(file_path):
with open(file_path, 'r') as f:
for line in f:
yield line.strip()
log_lines = read_large_file('big_log.txt')
for line in log_lines:
print(line) # 每次只处理一行这种方式不会因为文件太大而导致内存溢出。
基本上就这些了。迭代器和生成器看似概念性强,其实用起来并不难。关键是理解它们“按需生成”的特性,在合适的地方用上,能让你的程序既优雅又高效。










