Python编程中的迭代器协议与遍历方法

PHP中文网 • 2025年2月26日 19:01:14 • 编程技术 • 阅读 2

前言

前篇内容的介绍应该能很容易地让我们理解掌握Python中的可迭代对象和迭代器（Iterable & Iterator）。本次内容我们来进一步介绍迭代器的有关内容。

迭代器协议

在Python中，迭代器(Iterator)对象需要支持以下两个方法，它们一起构成迭代器协议:

1）__iter__():

对象的该方法返回迭代器对象本身。这是要求容器和迭代器与for-in语句一起使用所必需的。你也可以使用内置的iter()函数，该函数实质上是在背后调用了__iter__()方法的。

2）__next__():

从迭代器中返回下一项。如果没有其他项，则抛出StopIteration异常。也可以使用内置的next()函数读取下一项，其实质也是调用__next__()方法。

正如我们在前所讲过的，列表、元组、字典和集合都是可迭代类型。换句话说，它们是可以从中获得迭代器的类型。看示例:

代码片段清单-01

输入结果如下：

ABC

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在示例代码中，我们定义了一个可迭代元组。然后对这个可迭代对象调用iter()函数。iter()函数返回一个迭代器，我们将其命名为tupIter。然后多次调用next()函数。next()函数每次执行时，都会自动返回迭代器中的下一项。

再看下一段示例代码：

代码片段-02

运行输出的结果为：

Py

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在上述代码清单中，在字符串对象上调用__ iter__()方法。字符串对象实现了迭代器协议，所以字符串是包含字符序列的可迭代对象的。直接调用__ iter__()方法就可返回一个迭代器。然后再通过返回的迭代器调用__ next__()方法，就可一个一个地输出迭代器中的元素内容。

一言以蔽之，只要实现了迭代器协议的对象，即可按照上面的两种方法进行对象的迭代调用。

迭代器遍历

正如我们在前介绍中看到的，我们使用next()函数(或__next__()方法)手动遍历迭代器的项。当next()函数到达迭代器的末尾时，就没有更多的数据要返回，将得到一个StopIteration异常。

请看示例：

代码片段清单-03

运行上述程序，输出结果类似如下：

Traceback (most recent call last):

File ……, in

print(next(listIter))

StopIteration

在上述代码中，调用了next()函数四次，这比迭代器中的项数还要多。在最后一个调用中得到了抛出的StopIteration异常——因为迭代器内元素项已经迭代完了。而且，为保证手动迭代完成后可能抛出的异常，得自行进行异常处理，否则后续将不再正常执行。

需要认识到的是：绝大多数场景下，我们不需要自己手动调用next方法，Python中的for循环能够自动遍历任何可以返回迭代器的对象。换句话说，for循环可以遍历Python中的任何可迭代对象。

请看示例：

代码清单片段04

在上述代码中，我们使用for循环遍历前面定义的列表。显而易见，我们没有手动使用next()函数，也没有获得任何StopIteration异常。这就是Python中for循环的美妙之处。它在幕后为我们处理所有这些。

当然，我们可以自行这样来处理循环迭代。现在定义一个我们自己的for循环版本。我们将使用while循环并复制for循环的行为。在此，我们自己构建该实现所需的一切。如下所示:

代码清单片段-05

在上述清单中，我们实现了自己版本的模拟for循环。代码中使用无限while循环：while True。在循环中设置了一个try-except块。在try块中，通过调用迭代器上的__next__()方法获得下一个元素。如果调用成功，则打印出该元素。如果发生了StopIteration类型的错误，则在except块中捕获该异常。在except块中所做的事情非常简单。我们只是跳出这个循环，这意味着我们已经到达迭代器的末端。