对于python中迭代器和rang(）对象的理解

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对于python中迭代器和rang(）对象的理解

在课堂上学python的时候，很多东西其实并不是很了解，比如迭代器这个东西，只是止于它怎么用，其实不知道它的本质到底是什么，只觉得它是可以不断“一代一代”输出的东西，所以以前以为range这些只要可以用for一代一代拿出来的都可以算，但是随着自学的深入，我又有了新的理解

下面实验探究基于：python3.7.3的jupyter notebook

刚刚接触了generator，知道了他也是可迭代的，就引起了对迭代器的兴趣
　　那么什么是迭代器呢，查阅了别人的blog和百科之后，我记录如下
　　迭代是访问一个元素集合的一种方式，从第一个元素知道访问完所有元素，只会向前不会后退。

可迭代对象

可以直接作用于for循环的对象，称为iterable

• 一类是数据的各种集合，list,dict,set,str,tuple···
• 还有一类就是generator（生成器）

迭代器

迭代器（iterator），尤指可以被next()函数调用返回下一个值的对象,list,str,dict,tuple,set这些数据集合不能被调用，不是迭代器,但是所有可迭代对象都可以用iter函数转换成迭代器,迭代器也是可迭代对象。

理论是空洞无趣的，下面通过实验探究一下他们到底是什么

探究

下面的sys.getsizeof()函数是用于获取对象的大小的

 1 x
 2 [1, 2, 3, 4, 5]
 3 
 4 x
 5 next(x)
 6 ---------------------------------------------------------------------------
 7 TypeError                                 Traceback (most recent call last)
 8 <ipython-input-37-92de4e9f6b1e> in <module>
 9 ----> 1 next(x)
10 
11 TypeError: 'list' object is not an iterator
12 
13 
14 x
15 a = iter(x)
16 
17 next(a)
18 1
x = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
In [46]:
 
a = iter(x)
In [47]:
 
sys.getsizeof(a)
Out[47]:
56

1. 这里我们发现迭代器的大小（或者说他说储存的内容）和他能被迭代多少次，能出多少元素无关,而且我们还发现原对象没有规律或者被改变了，也不影响迭代器。这是为什么呢？

x = [1,2,3,4,5,10]
In [74]:
 
a = iter(x)
In [75]:
 
sys.getsizeof(a)
Out[75]:
56
In [76]:
 
x = 1
next(a)
Out[76]:
1
In [77]:
 
next(a)
Out[77]:

2. 但是，range()产生的对象可以迭代取出，但是他不能用next函数，所以他不是迭代器，他和迭代器还有另一个大分别如下

[x*3 for x in a]
Out[48]:
[3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30]
In [49]:
 
[x*3 for x in a]
Out[49]:
[]
b = range(10)
[x*3 for x in b]
Out[50]:
[0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27]
In [51]:
 
[x*3 for x in b]
Out[51]:
[0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27]

3. 他们之间的区别在哪里呢？我们发现所谓迭代器的迭代，是不可逆的，我们实际上已经失去了回复的可能，但是range对象则不是，它可以重复迭代毫无影响。这又是为什么呢？

1 x = range(5)
 2 In [12]:
 3 import sys
 4 print(sys.getsizeof(x))
 5 x = [1,2,3,4,5]
 6 print(sys.getsizeof(x))
 7 >>>48
 8 >>>104
 9 
10 In [13]:
11 print(sys.getsizeof(1))
12 >>>28
13 
14 In [14]:
15 print(sys.getsizeof(2))
16 28
17 x= range(100)
18 In [16]:
19 print(sys.getsizeof(x))
20 48

4. 这里我们又发现，和迭代器类似的，range对象的大小不受到元素个数的影响，这又是为什么呢，range对象到底是怎么储存的呢？

猜想、分析和结论

我自己的理解是：
我们都知道python中一切都是对象，当你给一个变量重新赋值的时候，原来的数据其实并没有消失，只是失去了指向他的指针。那么，当一个变量是元素集合的时候，所谓x，说的是从开头到’\n’的所有
但是迭代器可能是只需要两部分（猜的，加入了自己的理解）：头指针，尾指针。所谓的迭代器对象，只是两个指针而已
但是range对象则不同，我想，range对象由一种规律和当前位置指针组成，就像数学中的符号f一样，range是一个序列（你可以通过索引取值），但是他不像list这些储存元素，他记载了规律，然后现场计算出元素。
就像是数学分析中f这个符号，它不记载所有的函数值，只有当你给出自变量之后他才会计算出来函数值。所以所谓的range对象，只是规律+指针而已，他没有数据，所以它的大小不受他能迭代出多少元素的限制

可能是因为迭代器像是一个由两个指针构成的指示装置，当迭代器产生的时候，原对象就被复制一遍（只有这样，当原对象改变的时候迭代器才能不变），迭代器不对数据负责，他只是两个指针，所以迭代器的大小和数据的多少无关。
所以迭代器和普通的可迭代对象不一样，可迭代对象的变量管着整个的对象（数据），但是迭代器却和元素分离了，元素是死是活不管，他只指向它，所以迭代器不可逆，他不管元素什么样，指针只是往前走，他也不知道规律是什么，所以也不可能返回原来的状态了。