Python 的迭代

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Python 对于容器类型数据支持逐个进行迭代处理，迭代会对所有元素按照一个逻辑进行计算操作。因此在 Python 所有数据范围内就存在类型是否是可迭代的话题。为了高效完成迭代操作，Python 专门设计了迭代器类型，这类数据专门用来迭代操作。最后，为了高效快捷创建一个迭代器类型，Python 又有一个生成器类型成生成一个可迭代对象。

主要内容

迭代

迭代（iteration）是重复反馈过程的活动，其目的通常是为了接近并到达所需的目标或结果。每一次对过程的重复被称为一次“迭代”，而每一次迭代得到的结果可能会被用来作为下一次迭代的初始值。

比如将购买的散装鸡蛋放心冰箱时，我们打开冰箱门后，一个一个地将其从篮子里拿出摆放到冰箱，每次 捡拾->搁放 就是一次迭代，这个过程不断重复，走到篮子里的鸡蛋全部放心冰箱。

在计算机科学中，迭代是程序中对一组指令（或一定步骤）的重复，是按照某种顺序逐个访问列表中的每一项。

在编程中，还有一个类似的概念叫 递归（Recursion），我们可以放在一起进行理解。

在函数内部，调用函数自身的编程技巧称为递归（ recursion）。递归函数结构清晰，很直观的理解计算过程，但也有严重缺点：相对于普通循环而言，递归运行效率较低，经过很多冗余的计算，递归会消耗大量的调用堆栈。

迭代和递归都是一个事情多次重复下去，解决问题，不过思路不一样。

例子：

• 递归：从前有座山，山里有座庙，庙里有个老和尚，正在给小和尚讲故事呢！故事是什么呢？“从前有座山，山里有座庙，庙里有个老和尚，正在给小和尚讲故事呢！...
• 迭代：愚公移山，子子孙孙无穷无尽，干同一件事情。

迭代操作

在 Python 中，我们可以用多种方式来进行迭代操作。最常见的是使用 for 循环来遍历这个 list 或 tuple 等数据。

for

for 语句 是最简便的迭代方法：

for i in ['a', 'b', 'c']:
    print(i)
'''
a
b
c
'''

如果要让元素在迭代时有下标，可以使用内置函数 enumerate()，它会将索引与每个元素形成一个元组对。

next

Python 的内置函数 next() 从迭代器返回下一项。如果给定了默认值，并且迭代器已耗尽，则返回它，而不是引发 StopIteration 错误。我们在使用 next() 前一定要确保操作的对象是一个 迭代器，如果不是可以用内置函数 iter() 转为一个迭代器。

lst = ['a', 'b', 'c']
iter(lst)
# <list_iterator at 0x7f8482698250>

it = iter(lst)

next(it) # 'a'
next(it) # 'b'
next(it) # 'c'
next(it)
# StopIteration:

推导式

列表推导式、字典推导式，都可以完成类似迭代的操作，我们可以将数据转为一个列表和字典：

foo = 'abc'
[i for i in foo]
# ['a', 'b', 'c']

{i:0 for i in foo}
# {'a': 0, 'b': 0, 'c': 0}

当然，上边的过程可以附带操作或者调用函数。

[print(f'哎呀！迭代{i}了') for i in foo]
'''
哎呀！迭代a了
哎呀！迭代b了
哎呀！迭代c了

[None, None, None]
'''

不过不建议这么操作。

while

可以使用 while 对可迭代对象转成的迭代器进行 next() 下一个项的操作，直到迭代完所有项，、抛出 StopIteration 错误。

iterable = ['a', 'b', 'c']
iter_obj = iter(iterable)

# infinite loop
while True:
    try:
        # get the next item
        element = next(iter_obj)
        print(element)
    except StopIteration:
        # if StopIteration is raised, break from loop
        break

'''
a
b
c
'''

参考

• https://docs.python.org/zh-cn/3/library/stdtypes.html#iterator-types
• https://docs.python.org/zh-cn/3/reference/expressions.html#yield-expressions
• https://juejin.cn/post/6844903834381189127
• https://www.jianshu.com/p/774f9fc03a63
• https://www.programiz.com/python-programming/iterator
• https://www.programiz.com/python-programming/generator