6、迭代器、生成器和裝飾器

目錄

• 1.迭代器
• 2. 生成器
• 3. 裝飾器

1.迭代器

• 定義

  能被next()函數進行調用且不斷返回下一個值的對象。其內置方法中包含__iter__（返回迭代器自己）和__next__（返回容器的下一個元素）。

• 特徵

  迭代器會生成惰性序列，它經過計算把值依次的返回，一邊循環一邊計算，而不是一次性獲得全部的數據。

• 優勢

  須要數據的時候，一次取一個，能夠在很大程度上節省內容空間，而不是一次性把全部的數據存入內存中；此外，能夠遍歷無限量的數據。

• 建立

  使用iter()函數來建立。

  string = iter('abcd')
  print(next(string))
  print(next(string))
  print(next(string))
  print(next(string))
  # 遍歷完成以後繼調用
  print(next(string))
  
  # 輸出結果
  StopIteration
  a
  b
  c
  d
  
  # 注意：當遍歷完序列時，會引起一個StopIteration異常。使用for循環能夠規避整個問題（for循環的底層使用了next方法）。
  string = iter('abcd')
  for item in string:
      print(item)
  # 輸出結果
  a
  b
  c
  d

2. 生成器

• 定義

  包含了yield語句的函數。

• 特徵

  執行生成器函數時，其內部代碼不執行，而是返回一個生成器對象（特殊的迭代器）。生成器能夠暫停函數並返回一箇中間結果（遇到yield本次循環就終止，並返回yield後的值），能夠被for循環或者用next函數逐個取值。

• 格式

  # 格式一
  def fun():
      print('第一次執行')
      yield 1
      print('第二次執行')
      yield 2
      print('第三次執行')
      yield 3
  
  result = fun()
  print(result, type(result))
  for i in result:
      print(i)
  
  
  # 格式二
  def fun():
      print('第一次執行')
      yield 1
      print('第二次執行')
      yield 2
      print('第三次執行')
      yield 3
  
  result = fun()
  print(next(result))
  print(next(result))
  print(next(result))
  
  
  # 輸出結果
  <generator object fun at 0x000001A203DD5A20> <class 'generator'>
  第一次執行
  1
  第二次執行
  2
  第三次執行
  3

• 注意

  生成器中不能包含return語句，遇到return語句則會結束生成器。

  def fun():
      print('第一次執行')
      yield 1
      print('第二次執行')
      yield 2
      return 123
      print('第三次執行')
      yield 3
  
  for i in fun():
      print(i)
  
  # 輸出結果
  第一次執行
  1
  第二次執行
  2

• 生成器推導式

  result = (lambda: i ** 2 for i in range(1, 5))
  print(type(result))
  for i in result:
      print(i())
  
  # 輸出結果
  <class 'generator'>
  1
  4
  9
  16
  
  
  # 對比列表推導式
  result = [lambda: i ** 2 for i in range(1, 5)]
  print(type(result))
  for i in result:
      print(i())
  
  # 輸出結果
  <class 'list'>
  16
  16
  16
  16

3. 裝飾器

• 定義

  在不改變原函數內部代碼的基礎上，在函數執行以前和以後自動執行某個功能。

• 裝飾器編寫格式

  def 外層函數(傳入參數):
      def 內層函數(*args, **kwargs):
          result = 傳入參數(*args, **kwargs)
          return result
      return 內層函數

• 裝飾器應用格式

  @外層函數
  def index():
      pass
  
  index()

• 做用

  # 和index函自身相比，使用裝飾器以後，執行index函數能夠在原函數的基礎上多執行print('執行原函數前')和print('執行原函數後')兩條語句，此處是以最簡單的方式來進行說明，徹底能夠根據需求將這兩個語句換成功能更復雜的語句塊。
  
  def 外層函數(傳入參數):
      def 內層函數(*args, **kwargs):
          print('執行原函數前')
          result = 傳入參數(*args, **kwargs) # 執行原函數並返回值
          print('執行原函數後')
          return result
      return 內層函數
  
  @外層函數
  def index():
      pass
  
  index()

• 例子

  def fun(arg):
      def inner():
          print('執行函數前添加的功能：', 1)
          v = arg()
          print('執行函數後添加的功能：', 3)
          return v
      return inner
  
  # 第一步：執行fun函數並將下面的函數做爲參數傳遞，至關於：fun(index)
  # 第二步：將fun的返回值從新賦值給下面的函數名，至關於：index = fun(index)
  @fun
  def index():
      print('函數本身的功能：', 2)
      return 666
  
  index()
  
  # 輸出結果爲
  執行函數前添加的功能： 1
  函數本身的功能： 2
  執行函數後添加的功能： 3
  
  # 若沒有@fun語句（沒有使用裝飾器）,輸出結果爲
  函數本身的功能： 2

• 帶參數的裝飾器

  # 能夠用於連續屢次重複執行函數
  def with_parameter(count):
      def outer(arg):
          def inner():
              for i in range(count):
                  print('\n第%d次執行' % (i + 1))
                  print('執行函數前添加的功能：', 1)
                  v = arg()
                  print('執行函數後添加的功能：', 3)
              return v
          return inner
      return outer
  
  # 至關於：index = with_parameter(3)(index)
  @with_parameter(3)
  def index():
      print('函數本身的功能：', 2)
      return 666
  
  result = index()
  print('\n函數最後的返回結果：', result)
  
  # 輸出結果
  
  第1次執行
  執行函數前添加的功能： 1
  函數本身的功能： 2
  執行函數後添加的功能： 3
  
  第2次執行
  執行函數前添加的功能： 1
  函數本身的功能： 2
  執行函數後添加的功能： 3
  
  第3次執行
  執行函數前添加的功能： 1
  函數本身的功能： 2
  執行函數後添加的功能： 3
  
  函數最後的返回結果： 666