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简述 Python 生成器、迭代器、可迭代对象 以及应用场景?

参考答案:

可迭代对象(Iterable)

在 Python 中,如果一个对象实现了 __iter__() 方法,那么它就是一个可迭代对象。这个方法返回一个迭代器(Iterator)。可迭代对象可以是集合类型的数据,如列表(list)、元组(tuple)、字典(dict)、集合(set)或字符串(str)等。

迭代器(Iterator)

迭代器是一个可以记住遍历的位置的对象。迭代器对象必须实现两个方法,__iter__()__next__()__iter__() 方法返回迭代器对象本身,__next__() 方法返回容器的下一个元素。如果容器没有更多元素,则 __next__() 方法抛出一个 StopIteration 异常。

生成器(Generator)

生成器是一种特殊的迭代器,可以使用 yield 关键字定义。生成器函数在每次被调用时返回一个值,然后记住当前位置,下次调用时从上次的位置开始执行。生成器在需要时才生成值,这可以节省大量的内存。

应用场景

  1. 大数据处理:当你需要处理大量数据,但一次只处理一部分时,可以使用生成器或迭代器。这样,你不需要一次性将所有数据加载到内存中,从而节省内存。
  2. 无限序列:生成器可以创建无限序列,这在处理无限序列(例如,斐波那契数列)时非常有用。
  3. 延迟计算:生成器或迭代器可以在需要时才进行计算,这在处理复杂计算或需要长时间运行的任务时非常有用。
  4. 简化代码:使用生成器或迭代器可以使代码更简洁,更易于理解。

例如,使用生成器处理大数据集:

def data_generator(data_size):
    for i in range(data_size):
        yield i

for data in data_generator(1000000):
    # 处理数据,但一次只处理一个数据,而不是一次性处理所有数据
    pass

在这个例子中,data_generator 是一个生成器函数,它生成一个从 0 到 data_size - 1 的序列。然后,在 for 循环中,我们一次只处理一个数据,而不是一次性处理所有数据,这可以节省大量内存。