Python基礎(08)：迭代器和解析

迭代器是一個可以記住遍歷的位置的對象。

迭代器對象從集合的第一個元素開始訪問，直到所有的元素被訪問完結束。迭代器只能往前不會后退。

一、NEXT

• 語法：next(iterator[, default])

• 說明：

• 函數必須接收一個可迭代對象參數，每次調用的時候，返回可迭代對象的下一個元素。如果所有元素均已經返回過，則拋出StopIteration 異常。

  >>> a = iter('abcd')
  >>> next(a)
  'a'
  >>> next(a)
  'b'
  >>> next(a)
  'c'
  >>> next(a)
  'd'
  

• 函數可以接收一個可選的default參數，傳入default參數后，如果可迭代對象還有元素沒有返回，則依次返回其元素值，如果所有元素已經返回，則返回default指定的默認值而不拋出StopIteration 異常。

  a = iter('abcd')
  >>> next(a,'e')
  'a'
  >>> next(a,'e')
  'b'
  >>> next(a,'e')
  'c'
  >>> next(a,'e')
  'd'
  >>> next(a,'e')
  'e'
  >>> next(a,'e')
  'e'
  

二、iter

• 語法：iter(object[, sentinel])

• 說明：

• 函數功能返回一個可迭代對象。

• 當第二個參數不提供時，第一個參數必須是一個支持可迭代協議(即實現了__iter__()方法)的集合(字典、集合、不可變集合)，或者支持序列協議(即實現了__getitem__()方法，方法接收一個從0開始的整數參數)的序列(元組、列表、字符串)，否則將報錯。

  >>> a = iter({'A':1,'B':2}) #字典集合
  >>> a
  <dict_keyiterator object at 0x03FB8A50>
  >>> next(a)
  'A'
  >>> next(a)
  'B'
   
  >>> a = iter('abcd') #字符串序列
  >>> a
  <str_iterator object at 0x03FB4FB0>
  >>> next(a)
  'a'
  >>> next(a)
  'b'
  >>> next(a)
  'c'
  >>> next(a)
  'd'
  

• 當第二個參數sentinel提供時，第一個參數必須是一個可被調用對象。創建的迭代對象，在調用__next__方法的時候會調用這個可被調用對象，當返回值和sentinel值相等時，將拋出StopIteration異常， 終止迭代。

  >>> class IterTest:
      def __init__(self):
          self.start = 0
          self.end = 10
      def get_next_value(self):
          current = self.start
          if current < self.end:
              self.start += 1
          else:
              raise StopIteration
          return current
          
  >>> iterTest = IterTest() #實例化類
  >>> a = iter(iterTest.get_next_value,4) # iterTest.get_next_value為可調用對象，sentinel值為4
  >>> a
  <callable_iterator object at 0x03078D30>
  >>> next(a)
  >>> next(a)
  1
  >>> next(a)
  2
  >>> next(a)
  3
  

三、RANGE

• 語法：range(start, stop[, step])

• 說明：

• range函數用于生成一個range對象，range類型是一個表示整數范圍的類型。

• 可以直接傳入一個結束整數來初始化一個range類型，默認起始值為0(包含0).結束整數可以大于0，也可以小于等于0，但是小于等于0的時候生成的range對象實際是不包含任何元素的。

  >>> a = range(5)
  >>> a
  range(0, 5)
  >>> len(a)
  5
  >>> for x in a:print(x)
   
  1
  2
  3
  4
   
  >>> b = range(0) # 傳入0，空range對象
  >>> len(b)
   
  >>> c = range(-5)  # 傳入負數，空range對象
  >>> len(c)
  

• 可以傳入一個起始整數和一個結束整數來初始化一個range類型，生成的range類型包含起始整數(包含)，和結束整數(不包含)之間的所有整數。

  >>> a = range(1,5)
  >>> a
  range(1, 5)
  >>> for x in a:print(x)
  1
  2
  3
  4
  

• 傳入了起始整數和結束整數，還可以同時傳入一個步進值來初始化一個range類型，生成的range類型包含起始整數(包含)，和結束整數(不包含)之間的以步進值篩選后的整數。

  >>> a = range(1,10,3)
  >>> a
  range(1, 10, 3)
  >>> for x in a:print(x)
  1
  4
  7
  

• 初始化range類型時起始整數和結束整數，遵循的是左臂右開原則，即包含起始整數，但不包含結束整數。

  >>> a = range(1,5)
  >>> a
  range(1, 5)
  >>> for x in a:print(x) # 包含1，不包含5
   
  1
  2
  3
  4
  

• range接收的參數都必須是整數，不能是浮點數等其它數據類型。

• range實際上是一個不可變的序列類型，可以對它進行取元素、切片等序列操作，但是不能對其中元素修改值。

  >>> a = range(1,5)
   
  >>> a[0] # 取元素
  1
  >>> a[:-2] # 切片
  range(1, 3)
  >>> a[1] = 2 # 修改元素值
  Traceback (most recent call last):
    File "<pyshell#38>", line 1, in <module>
      a[1] = 2
  TypeError: 'range' object does not support item assignment
  

四、MAP

• 語法：map(function, iterable, ...)

• 說明：

• 函數接受一個函數類型參數、一個或者多個可迭代對象參數，返回一個可迭代器，此迭代器中每個元素，均是函數參數實例調用可迭代對象后的結果。

  >>> a = map(ord,'abcd')
  >>> a
  <map object at 0x03994E50>
  >>> list(a)
  [97, 98, 99, 100]
  

• 當傳入多個可迭代對象時，函數的參數必須提供足夠多的參數，保證每個可迭代對象同一索引的值均能正確傳入函數。

  >>> a = map(ord,'abcd','efg') # 傳入兩個可迭代對象，所以傳入的函數必須能接收2個參數，ord不能接收2個參數，所以報錯
  >>> list(a)
  Traceback (most recent call last):
    File "<pyshell#22>", line 1, in <module>
      list(a)
  TypeError: ord() takes exactly one argument (2 given)
  

• 當傳入多個可迭代對象時，且它們元素長度不一致時，生成的迭代器只到最短長度。

  >>> def f(a,b):
      return a + b
      
  >>> a = map(f,'abcd','efg') # 選取最短長度為3
  >>> list(a)
  ['ae', 'bf', 'cg']
  map函數是一個典型的函數式編程例子。
  

五、ZIP

• 語法：zip(*iterables)

• 說明：

• 函數功能是聚合傳入的每個迭代器中相同位置的元素，返回一個新的元組類型迭代器。

  >>> x = [1,2,3]
  >>> y = [4,5,6]
  >>> xy = zip(x,y)
  >>> xy #xy的類型是zip類型
  <zip object at 0x0429C828>
  #導入Iterable
  >>> from collections import Iterable
  >>> isinstance(xy,Iterable) #判斷是否可迭代對象
  True
  >>> list(xy) #結果
  [(1, 4), (2, 5), (3, 6)]
  

• 如果傳入的迭代器長度不一致，最短長度的迭代器迭代結束后停止聚合。

  >>> x = [1,2,3] #長度3
  >>> y = [4,5,6,7,8] #長度5
  >>> list(zip(x,y)) # 取最小長度3
  [(1, 4), (2, 5), (3, 6)]
  

• 如果只傳入一個迭代器，則返回的單個元素元組的迭代器。

  >>> list(zip([1,2,3]))
  [(1,), (2,), (3,)]
  

• 如果不傳入參數，則返回空的迭代器。

  >>> list(zip())
  []
  

• zip(*[iter(s)]*n)等效于調用zip(iter(s),iter(s),...,iter(s))。

  >>> x = [1,2,3]
   
  >>> list(zip(*[x]*3))
  [(1, 1, 1), (2, 2, 2), (3, 3, 3)]
   
  >>> list(zip(x,x,x))
  [(1, 1, 1), (2, 2, 2), (3, 3, 3)]
  

六、FILTER

• 語法：filter(function, iterable)

• 說明：

• filter函數用于過濾序列。過濾的方式則是采用傳入的函數，去循環序列的元素調用，如果函數計算的結果為True則保留元素，否則將舍棄該元素。

  >>> a = list(range(1,10)) #定義序列
  >>> a
  [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
  >>> def if_odd(x): #定義奇數判斷函數
      return x%2==1
      
  >>> list(filter(if_odd,a)) #篩選序列中的奇數
  [1, 3, 5, 7, 9]
  

• 當function參數傳入None時，序列中的元素值如果為False，也會自動舍棄。

  >>> c = ['',False,'I',{}] #定義序列
  >>> c
  ['', False, 'I', {}]
   
  >>> list(filter(None,c)) #篩選函數為None，自動舍棄序列中的False值，空字符串、False值、空序列都是False值，所以丟棄
  ['I']
  

七、LIST類型迭代

>>> L = [1,2,3,4,5]
>>> for i in range(len(L)):
>>>    L[i] += 10
>>> print(L)
[11, 12, 13, 14, 15]
>>> L = [x + 10 for x in L]
>>> print(L)
[21, 22, 23, 24, 25]

八、DICT類型迭代

>>> D = dict(a=1, b=2, ,c=3)
>>> for k in sorted(D): print(k, D[k], end=' ')
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