Python詳細解析之容器、可迭代物件、迭代器以及生成器
推薦學習：
在剛開始學Python的時候，是不是經常會聽到大佬們在講容器、可迭代物件、迭代器、生成器、列表/集合/字典推導式等等眾多概念，其實這不是大佬們沒事就擱那扯專業術語來裝B，而是這些東西都得要明白的，光知道字串、列表等基礎還是不夠的，尤其是在Python的資料結構方面。
今天就來給大家講講Python中的容器、可迭代物件、迭代器和生成器這些難理解的概念，讓你的Python基礎更上一層樓！
一、容器
1.什麼是容器？
在Python中，容器是把多種元素組織在一起的資料結構，容器中的元素就可以逐個迭代獲取。說白了，它的作用就像它的名字一樣：用來存放東西（資料）。
容器實際上是不存在的，它並不是一種資料型別，只是人為的一種概念，只是為了方便學習所創造的一個概念詞，它可以用成員關係操作符（in或not in）來判斷物件是否在容器裡面。
當然了，它不是我創造的，我沒有那麼大本事哈，是官方創造的好吧，你也不用擔心我是在教你一些奇奇怪怪的名詞，說出去別人都聽不懂…python中都是這麼叫的。常見的容器型別有列表（list）、元組（tuple）、字串（str）、字典（dict）以及集合（set ）。
既然容器裡面的資料是可以迭代獲取的，那麼我們又得來學一個新概念：可迭代物件。
二、可迭代物件
1.什麼是可迭代物件？
在python中，可迭代物件並不是指某種具體的資料型別，它是指儲存了元素的一個容器物件。
也就是說，如果容器裡面沒有儲存資料，那它就不是可迭代物件，並不是所有的容器都是可迭代物件，容器包含但並不僅限於可迭代物件。
注意兩個點：
1.很多容器都是可迭代物件（容器包含了可迭代物件）。 2.一個可迭代物件是不能獨立的進行迭代的，迭代是通過for來完成的，凡是可迭代物件都可以直接使用for迴圈進行存取。
for迴圈大家應該不陌生吧？有沒有想過，for迴圈內部是怎麼實現的？比如說這個for迴圈的例子，為什麼能輸出列表裡的每一個元素？它的內部是怎麼實現的？
其實for迴圈做了兩件事情：
1.使用 __iter__() 返回1個迭代器，迭代器在下面會講，這裡先知道有這麼個東西。 2.使用 __next__() 獲取迭代器中的每一個元素。
那麼我們不用for迴圈來輸出列表裡的每一個元素，
l = [1,2,3,4]# for i in l:# print(i)ite =l.__iter__() #接收一下ietr()幹了什麼print(ite) #列印print(ite.__next__()) #for迴圈幹第2件事情的時候做的第1步print(ite.__next__()) #for迴圈幹第2件事情的時候做的第2步print(ite.__next__()) #for迴圈幹第2件事情的時候做的第3步print(ite.__next__()) #for迴圈幹第2件事情的時候做的第4步
輸出結果：
可以看出來，如果我們去掉哪行列印ite的程式碼，執行效果就是跟for迴圈輸出列表裡面的每一個元素是一樣的，for迴圈裡面限定了範圍是4次，實際上就執行了1次__iter__()和4次__next__()，也就是說for迴圈存取迭代物件的本質就是通過這麼去實現的。
而且，for迴圈本質上乾的那兩件事情，缺一不可，也就是說如果沒有__iter__()先返回了迭代器，__next()__也無法獲取到元素，恰恰說明了前面說要注意的兩點中的第2點：一個可迭代物件是不能獨立的進行迭代的。
有兩個內建函數跟它們原理是一樣的，本質相同，一般要用的話用內建函數要方便一些，起碼不用寫那麼多下劃線：
內建函數 iter() 的本質是 __inter__() ，也是返回一個迭代器。 內建函數 next（） 的本質是 __next__()，也是有了迭代器之後獲取元素。
可以看出來結果也是一模一樣的，既然講到了迭代器，那麼就來看看什麼是迭代器。
三、迭代器
通過上面的for迴圈例子我們大概也能看得出來，
只要是實現了__iter__()和__next__()的物件，就是迭代器，迭代器是一個可迭代物件。 總之，迭代器是有__iter__()生成，可以通過__next__()進行呼叫。
既然如此，我們在學Python基礎的時候講過range()是一個可迭代物件，那麼它也是可以通過__iter__()生成一個迭代器的。
四、序列
序列在【賦值語句】那個專題文章中我有提過，這裡再講一下，序列也是一個抽象的概念，它包含了列表、元組和字串，它本身是不存在的，也是便於學習所創造的一個概念詞。
可迭代物件包含序列，既然序列包含了列表、元組和字串，前面我們的例子中也涉及到 了，所以說序列可以被iter（）和next（）使用。
序列可以分為有限序列和無限序列。有限序列就是有範圍的，比如說range(10)就已經限定了範圍，相反的，無限序列也就是沒有限定範圍的序列。
我們來生成一個無限序列，這裡需要用到1個新模組itertools，itertools用於高效迴圈的迭代函數集合,它下面有一個方法count()，可生成迭代器且無範圍，可以理解為無限迭代器。
通過這個例子我們可以看出來，只要執行一次，next()就會獲取一次迭代器裡面的內容並逐次獲取，我這裡只寫了4個next()，你多寫幾次就會多輸出幾次。
像next()這種什麼時候需要就什麼時候呼叫的機制叫做懶載入機制，也叫懶漢式載入；
相反地就有餓漢式載入。比如for迴圈這種的，只要一執行就會把可迭代器裡面的所有物件都獲取。
五、列表推導式
列表推導式跟生成器有關，在講生成器之前，需要先知道什麼是列表推導式，列表推導式就是生成列表的一種方法，語法是這樣的：
l = [i for i in 可迭代物件]
i表示要放進列表裡的物件，for迴圈是一個式子。
比如我們用列表推導式來生成一個列表試試：
l = [i for i in range(5)]print(l)
執行結果：
[0, 1, 2, 3, 4]
運用列表推導式可以很方便地生成我們想要的列表。
同時它也有很多靈活的用法，比如在後面加上條件判斷
l = [i for i in range(5) if 4<5]print(l)
執行結果：
[0, 1, 2, 3, 4]
if後面的條件判斷為真，則可以正常生成列表，如果為假，則列表推導式是無效的，此時的l將是一個空列表。
還有其他靈活的用法，比如操作前面的i,比如讓i的數值全都翻2倍：
我們把迭代物件換一下，換成字串，也同樣可以輸出，只是*在字串裡面表示重複操作符，所以效果變成了這樣：
不僅如此，前面的i*2我們還可以用函數來進行操作，比如：
總而言之，列表推導式就是用來快速和自定義生成列表的一種方法，很靈活。
那麼有人可能會舉一反三了，列表推導式都是用 [] 來進行操作的，那如果用（）來操作行嗎?它會不會生成一個元組？我們來看看：
[] 換成（）之後，返回的是一個生成器generrator ，那麼下面我們再來講講生成器：
六、生成器
生成器是真實存在於Python中的物件，與容器這種概念詞是不同的，它是可以直接通過next()進行呼叫的。
1.生成器的第一種建立方法：生成器表示式
第一種建立方法跟列表推導式是差不多的，就是 [] 換成了（）：
l = (i for i in 可迭代物件)
比如我們來生成一個生成器，看看能不能用next()直接呼叫：
l = (i for i in "abcd")print(next(l))
執行結果：
a
可以看出，生成器是可以直接呼叫的。那麼既然生成器可以被next()呼叫，那麼生成器就是一個特殊的迭代器，是一個可迭代物件。
2.生成器的第二種建立方法：yield
除了用上面那種方法建立生成器，還可以用yield來建立，方法如下：
yield 關鍵字
比如說我們用一個函數中包含yield來建立生成器：
def fun():
a = 10
while 1:
a += 1
yield a
b = fun()print(b)執行結果：
<generator object fun at 0x000001F2AD95E900>
結果就是生成了一個生成器，而且此時的函數fun()就已經不再是一個函數了，它是一個生成器，只要函數中出現了yield，函數就變成了生成器。
為什麼while迴圈沒有一直執行？先不著急，我們輸出看看：
def fun():
a = 10
while 1:
a += 1
yield a
b = fun()print(next(b))print(next(b))print(next(b))執行結果：
111213
我呼叫了三次，所以它就執行了三次，while迴圈雖然存在，但是卻不起作用，是因為前面我們提過的懶漢式載入。
什麼時候需要了，什麼時候用next()呼叫，就是懶漢式載入，不像餓漢式載入那樣，提前生成了所有物件，如果這裡換成for迴圈來完成，比如：
def fun():
a = 10
while 1:
a += 1
print(a)b = fun()執行之後程式將會進入死迴圈，一直給a自加1，你可以試試看效果，這就是餓漢式載入提前生成了迭代器並呼叫了全部迭代器物件，餓漢式載入佔用資源的放大鏡。
七、小結
今天講的內容可能聽起來比較枯燥，這也是沒得辦法的，有些東西第一次聽可能有點」難以下嚥「，見得多了之後就習慣了，你得強迫自己去試著接受和理解這些抽象的東西。
最後用一張圖來總結一下它們的關係：
推薦學習：
以上就是Python詳細解析之容器、可迭代物件、迭代器以及生成器的詳細內容，更多請關注TW511.COM其它相關文章！