python迭代器、生成器以及与魔法函数关系

伯乐在线的这个文章非常好，
完全理解 Python 迭代对象、迭代器、生成器
另外python的魔法函数一定要熟悉，初步了解和使用可以看
全面深入了解 Python 魔法函数
要完全理解可以看《流畅的python》，本文也做了一些引用。

我这里只是按自己思路做一个概述与总结，例子相关链接里有。

魔法函数

魔术方法(magic method)是形如method具有前后双下划线(dunder method,即double underline)的方法。这类方法是一般不直接调用，而是在“特殊的句法”时
由Python框架去调用并激活一些基本对象操作。

在创建类时，实现这些方法能让类拥有不同的特性。
比如，在自定义类里实现len方法，你就能计算该类对象的len(obj)，实现item方法，就能使用下标获取值obj[index]
实际开发时，往往很大的精力会投入在设计实现魔法函数上。

迭代器、生成器等概念

image.png

容器和可迭代对象都是通俗叫法，不是某种数据结构。

容器(container)

“当它可以用来询问某个元素是否包含在其中时，那么这个对象就可以认为是一个容器”。
绝大多数容器都提供了某种方式来获取其中的每一个元素，但这并不是容器本身提供的能力，而是可迭代对象赋予了容器这种能力。比如bloom filter是容器却不可迭代。

可迭代对象(iterable)

“凡是可以返回一个迭代器的对象都可称之为可迭代对象”。
“迭代器有一种具体的迭代器类型，比如list_iterator，set_iterator。可迭代对象实现了iter方法，该方法返回一个迭代器对象。”迭代器对象obj_it实现了next方法，可以通过next(obj_it)来获取容器遍历中的下一个元素。

当运行代码：

x = [1, 2, 3]
for elem in x:
    ...

实际执行情况是：

image.png

迭代器(iterator)

迭代器就是实现了工厂模式的对象，它在你每次你询问要下一个值的时候给你返回。
“有很多关于迭代器的例子，比如itertools函数返回的都是迭代器对象”。

生成器(generator)

生成器其实是一种特殊的迭代器，不过这种迭代器更加优雅。它不需要再像上面的类一样写iter()和next()方法了，只需要一个yiled关键字。

生成器在Python中是一个非常强大的编程结构，可以用更少地中间变量写流式代码，此外，相比其它容器对象它更能节省内存和CPU，当然它可以用更少的代码来实现相似的功能。现在就可以动手重构你的代码了，但凡看到类似：

def something():
    result = []
    for ... in ...:
        result.append(x)
    return result

都可以用生成器函数来替换：

def iter_something():
    for ... in ...:
        yield x

生成器表达式(generator expression)

“生成器表达式是列表推倒式的生成器版本，看起来像列表推导式，但是它返回的是一个生成器对象而不是列表对象。”

>>> a = (x*x for x in range(10))
>>> a
 at 0x401f08>
>>> sum(a)
285

列表/集合/字典推导式(list,set,dict comprehension)

创建与使用： python的各种推导式（列表推导式、字典推导式、集合推导式）
可以看到比较熟悉的列表推导式的[]改为()即可得到生成器，改为{}则是集合推导式。

生成器和推导式区别在于推导式一次性生成了一个列表、字典、集合对象，而非返回一个可迭代对象，数据量大就不能使用推导式了。