迭代器和生成器之间的区别是什么?举一些例子来说明你在什么时候使用每种情况会很有帮助。


当前回答

对于相同的数据,你可以比较两种方法:

def myGeneratorList(n):
    for i in range(n):
        yield i

def myIterableList(n):
    ll = n*[None]
    for i in range(n):
        ll[i] = i
    return ll

# Same values
ll1 = myGeneratorList(10)
ll2 = myIterableList(10)
for i1, i2 in zip(ll1, ll2):
    print("{} {}".format(i1, i2))

# Generator can only be read once
ll1 = myGeneratorList(10)
ll2 = myIterableList(10)

print("{} {}".format(len(list(ll1)), len(ll2)))
print("{} {}".format(len(list(ll1)), len(ll2)))

# Generator can be read several times if converted into iterable
ll1 = list(myGeneratorList(10))
ll2 = myIterableList(10)

print("{} {}".format(len(list(ll1)), len(ll2)))
print("{} {}".format(len(list(ll1)), len(ll2)))

此外,如果检查内存占用,生成器占用的内存要少得多,因为它不需要同时将所有值存储在内存中。

其他回答

iterator是一个更通用的概念:任何具有__next__方法(Python 2中的next)和__iter__方法且返回self的对象。

每个生成器都是迭代器,反之亦然。生成器是通过调用具有一个或多个yield表达式(yield语句,在Python 2.5及更早版本中)的函数来构建的,它是一个满足上一段对迭代器定义的对象。

当你需要一个具有复杂状态维护行为的类,或者想公开__next__(以及__iter__和__init__)之外的其他方法时,你可能想使用自定义迭代器,而不是生成器。大多数情况下,一个生成器(有时,对于足够简单的需求,一个生成器表达式)就足够了,而且编码更简单,因为状态维护(在合理的范围内)基本上是由框架挂起和恢复“为您完成”的。

例如,一个生成器,如:

def squares(start, stop):
    for i in range(start, stop):
        yield i * i

generator = squares(a, b)

或等效的生成器表达式(genexp)

generator = (i*i for i in range(a, b))

将需要更多的代码来构建自定义迭代器:

class Squares(object):
    def __init__(self, start, stop):
       self.start = start
       self.stop = stop
    def __iter__(self): return self
    def __next__(self): # next in Python 2
       if self.start >= self.stop:
           raise StopIteration
       current = self.start * self.start
       self.start += 1
       return current

iterator = Squares(a, b)

但是,当然,使用类Squares,你可以很容易地提供额外的方法。

def current(self):
    return self.start

如果您的应用程序中确实需要这些额外的功能。

迭代器是使用next()方法获取序列的以下值的对象。

生成器是使用yield关键字生成或生成值序列的函数。

由生成器函数(下面的ex: foo())返回的生成器对象(下面的ex: f)上的每个next()方法调用,都会生成序列中的下一个值。

当调用生成器函数时,它返回一个生成器对象,甚至不需要开始执行该函数。当第一次调用next()方法时,函数开始执行,直到到达yield语句,该语句返回yield值。收益率会跟踪发生了什么,也就是说,它会记住最后一次执行。其次,next()调用从前一个值开始。

下面的示例演示生成器对象上yield和对next方法的调用之间的相互作用。

>>> def foo():
...     print("begin")
...     for i in range(3):
...         print("before yield", i)
...         yield i
...         print("after yield", i)
...     print("end")
...
>>> f = foo()
>>> next(f)
begin
before yield 0            # Control is in for loop
0
>>> next(f)
after yield 0             
before yield 1            # Continue for loop
1
>>> next(f)
after yield 1
before yield 2
2
>>> next(f)
after yield 2
end
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

迭代器和生成器之间的区别是什么?举一些例子来说明你在什么时候使用每种情况会很有帮助。

总结:迭代器是具有__iter__和__next__ (Python 2中的next)方法的对象。生成器提供了一种简单的内置方法来创建iterator实例。

包含yield的函数仍然是一个函数,当调用它时,返回一个生成器对象的实例:

def a_function():
    "when called, returns generator object"
    yield

生成器表达式也返回一个生成器:

a_generator = (i for i in range(0))

有关更深入的阐述和示例,请继续阅读。

Generator是一个迭代器

具体来说,generator是迭代器的子类型。

>>> import collections, types
>>> issubclass(types.GeneratorType, collections.Iterator)
True

我们可以通过几种方式创建生成器。一种非常常见和简单的方法是使用函数。

具体来说,包含yield的函数是一个函数,当调用它时,返回一个生成器:

>>> def a_function():
        "just a function definition with yield in it"
        yield
>>> type(a_function)
<class 'function'>
>>> a_generator = a_function()  # when called
>>> type(a_generator)           # returns a generator
<class 'generator'>

生成器也是一个迭代器:

>>> isinstance(a_generator, collections.Iterator)
True

迭代器是可迭代对象

迭代器是可迭代对象,

>>> issubclass(collections.Iterator, collections.Iterable)
True

它需要一个返回迭代器的__iter__方法:

>>> collections.Iterable()
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#79>", line 1, in <module>
    collections.Iterable()
TypeError: Can't instantiate abstract class Iterable with abstract methods __iter__

一些可迭代对象的例子是内置元组、列表、字典、集合、冻结集、字符串、字节字符串、字节数组、范围和memoryview:

>>> all(isinstance(element, collections.Iterable) for element in (
        (), [], {}, set(), frozenset(), '', b'', bytearray(), range(0), memoryview(b'')))
True

迭代器需要一个next或__next__方法

在Python 2中:

>>> collections.Iterator()
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#80>", line 1, in <module>
    collections.Iterator()
TypeError: Can't instantiate abstract class Iterator with abstract methods next

在Python 3中:

>>> collections.Iterator()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: Can't instantiate abstract class Iterator with abstract methods __next__

我们可以使用iter函数从内置对象(或自定义对象)中获取迭代器:

>>> all(isinstance(iter(element), collections.Iterator) for element in (
        (), [], {}, set(), frozenset(), '', b'', bytearray(), range(0), memoryview(b'')))
True

当你试图使用for循环对象时,__iter__方法会被调用。然后在迭代器对象上调用__next__方法,为循环取出每一项。迭代器在耗尽它时抛出StopIteration,此时它不能被重用。

来自文档

从内置类型文档的迭代器类型部分的生成器类型部分:

Python的生成器提供了一种实现迭代器协议的方便方法。如果容器对象的__iter__()方法被实现为生成器,它将自动返回一个迭代器对象(技术上,一个生成器对象),提供__iter__()和next() [__next__() in python3]方法。关于生成器的更多信息可以在yield表达式的文档中找到。

(强调)。

从这里我们了解到generator是一种(方便的)迭代器类型。

迭代器对象示例

您可以通过创建或扩展自己的对象来创建实现Iterator协议的对象。

class Yes(collections.Iterator):

    def __init__(self, stop):
        self.x = 0
        self.stop = stop

    def __iter__(self):
        return self

    def next(self):
        if self.x < self.stop:
            self.x += 1
            return 'yes'
        else:
            # Iterators must raise when done, else considered broken
            raise StopIteration

    __next__ = next # Python 3 compatibility

但是简单地使用Generator更容易做到这一点:

def yes(stop):
    for _ in range(stop):
        yield 'yes'

或者更简单,生成器表达式(类似于列表推导式):

yes_expr = ('yes' for _ in range(stop))

它们都可以以同样的方式使用:

>>> stop = 4             
>>> for i, y1, y2, y3 in zip(range(stop), Yes(stop), yes(stop), 
                             ('yes' for _ in range(stop))):
...     print('{0}: {1} == {2} == {3}'.format(i, y1, y2, y3))
...     
0: yes == yes == yes
1: yes == yes == yes
2: yes == yes == yes
3: yes == yes == yes

结论

当需要将Python对象扩展为可迭代的对象时,可以直接使用Iterator协议。

然而,在绝大多数情况下,您最适合使用yield来定义返回Generator Iterator的函数或考虑Generator expression。

最后,请注意生成器作为协程提供了更多的功能。我在回答“yield”关键字做什么?”时,深入地解释了Generators和yield语句。

所有生成器都是迭代器,反之亦然。

from typing import Iterator
from typing import Iterable
from typing import Generator

class IT:

    def __init__(self):
        self.n = 0

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self):
        if self.n == 4:
            raise StopIteration
        try:
            return self.n
        finally:
            self.n += 1


def g():
    for i in range(4):
        yield i

def test(it):
    print(f'type(it) = {type(it)}')
    print(f'isinstance(it, Generator) = {isinstance(it, Generator)}')
    print(f'isinstance(it, Iterator) = {isinstance(it, Iterator)}')
    print(f'isinstance(it, Iterable) = {isinstance(it, Iterable)}')
    print(next(it))
    print(next(it))
    print(next(it))
    print(next(it))
    try:
        print(next(it))
    except StopIteration:
        print('boom\n')


print(f'issubclass(Generator, Iterator) = {issubclass(Generator, Iterator)}')
print(f'issubclass(Iterator, Iterable) = {issubclass(Iterator, Iterable)}')
print()
test(IT())
test(g())

输出:

issubclass(Generator, Iterator) = True
issubclass(Iterator, Iterable) = True

type(it) = <class '__main__.IT'>
isinstance(it, Generator) = False
isinstance(it, Iterator) = True
isinstance(it, Iterable) = True
0
1
2
3
boom

type(it) = <class 'generator'>
isinstance(it, Generator) = True
isinstance(it, Iterator) = True
isinstance(it, Iterable) = True
0
1
2
3
boom

可迭代对象是可以(自然地)迭代的对象。然而,要做到这一点,你将需要一个类似迭代器对象的东西,是的,术语可能令人困惑。可迭代对象包括__iter__方法,该方法将返回可迭代对象的迭代器对象。

迭代器对象是一个实现迭代器协议的对象——一组规则。在这种情况下,它必须至少有这两个方法:__iter__和__next__。__next__方法是一个提供新值的函数。__iter__方法返回迭代器对象。在更复杂的对象中,可能有单独的迭代器,但在更简单的情况下,__iter__返回对象本身(通常返回self)。

一个iterable对象是一个列表对象。它不是一个迭代器,但它有一个__iter__方法,返回一个迭代器。你可以直接以things.__iter__()的形式调用这个方法,或者使用iter(things)。

如果你想遍历任何集合,你需要使用它的迭代器:

things_iterator = iter(things)
for i in things_iterator:
    print(i)

然而,Python会自动使用迭代器,这就是为什么你从来没有看到上面的例子。相反,你可以这样写:

for i in things:
    print(i)

自己编写迭代器可能很乏味,所以Python有一个更简单的选择:生成器函数。生成器函数不是普通的函数。不是遍历代码并返回最终结果,而是延迟代码,函数立即返回一个生成器对象。

生成器对象类似于迭代器对象,因为它实现了迭代器协议。这对于大多数目的来说已经足够好了。在其他答案中有许多生成器的例子。

简而言之,迭代器是一个对象,它允许您迭代另一个对象,无论它是一个集合还是其他一些值的来源。生成器是一个简化的迭代器,它或多或少完成相同的工作,但更容易实现。

通常情况下,如果你只需要发电机,你会选择发电机。但是,如果您正在构建一个更复杂的对象,其中包含其他特性之间的迭代,则应该使用迭代器协议。