Iteratorer i Python

Denne artikkelen forklarer iteratorer i Python.

YouTube Video

Iteratorer i Python

Oversikt

I Python er en iterator en grunnleggende mekanisme for å behandle elementer i samlinger som lister, tupler og ordbøker ett om gangen.

Hva er en iterator?

En iterator er et objekt som kan returnere elementer ett om gangen. I Python regnes et objekt som en iterator hvis det oppfyller følgende to betingelser:.

• Den har en __iter__()-metode som returnerer seg selv.
• Den har en __next__()-metode som returnerer neste element. Den kaster StopIteration når det ikke finnes flere elementer.

1iterator = iter([1, 2, 3])
2print(next(iterator))  # 1
3print(next(iterator))  # 2
4print(next(iterator))  # 3
5# print(next(iterator))  # StopIteration occurs

• I denne koden brukes iter()-funksjonen til å konvertere en liste til en iterator, og next()-funksjonen brukes til å hente og vise hvert element ett etter ett.

Forskjell fra iterables

Et iterable er et objekt som implementerer __iter__()-metoden og kan brukes i en for-løkke. Lister og tupler er eksempler på iterables.

1nums = [10, 20, 30]
2it = iter(nums)  # Get an iterator from the iterable
3print(next(it))  # 10

• Denne koden er et eksempel på å hente en iterator fra et itererbart objekt som en liste, og hente ut elementene i rekkefølge ved å bruke next().

Slik kan du sjekke:

1from collections.abc import Iterable, Iterator
2
3nums = [10, 20, 30]
4it = iter(nums)
5
6print(isinstance(nums, Iterable))  # True
7print(isinstance(nums, Iterator))  # False
8print(isinstance(it, Iterator))    # True

• Denne koden bekrefter at nums er et itererbart objekt, men ikke en iterator, mens it, som er hentet ved å bruke iter(nums), er en iterator.

Forholdet mellom for-løkker og iteratorer

En for-løkke i Python fungerer internt slik:.

1nums = [1, 2, 3]
2iterator = iter(nums)
3while True:
4    try:
5        value = next(iterator)
6        print(value)
7    except StopIteration:
8        break

• Som vist, bruker for-løkken implisitt en iterator til å utføre iterasjon.

Å lage en egendefinert iterator

Du kan lage en egendefinert iterator ved å bruke en klasse.

 1class Countdown:
 2    def __init__(self, start):
 3        self.current = start
 4
 5    def __iter__(self):
 6        return self
 7
 8    def __next__(self):
 9        if self.current <= 0:
10            raise StopIteration
11        value = self.current
12        self.current -= 1
13        return value
14
15for num in Countdown(3):
16    print(num)  # 3, 2, 1

• Denne koden definerer en egendefinert iterator som teller ned ved hjelp av Countdown-klassen, og skriver ut tallene fra 3 til 1 med en for-løkke.

Forskjell mellom iteratorer og generatorer, og når man skal bruke hver av dem

Generatorer gir funksjonalitet som ligner på iteratorer. De gjør det mulig å definere iteratorer mer konsist.

1def countdown(n):
2    while n > 0:
3        yield n
4        n -= 1
5
6for i in countdown(3):
7    print(i)  # 3, 2, 1

• Denne koden definerer en generatorfunksjon som teller ned ved hjelp av yield, og skriver ut tallene fra 3 til 1 med en for-løkke.

Forskjeller mellom iteratorer (klasse) og generatorer (funksjon)

Det finnes følgende forskjeller mellom iteratorer (klasser) og generatorer (funksjoner):.

• Forskjell i hvordan de defineres En iterator defineres ved manuelt å skrive to metoder: __iter__() og __next__(). I motsetning til dette er en generator bare en funksjon som bruker yield-nøkkelordet, noe som gjør koden langt enklere.

• Forskjell i tilstandshåndtering Med en iterator må du håndtere gjeldende tilstand og fremdrift manuelt ved bruk av variabler. Generatorer derimot, beholder automatisk tilstanden internt i Python, noe som reduserer manuelt arbeid.

• Kodelesbarhet Iteratorer kan bli komplekse fordi de krever flere metoder og manuell tilstandshåndtering. I motsetning til dette har generatorer enkel syntaks, noe som gjør dem enklere å forstå selv for nybegynnere.

Standardbibliotek for bruk av iteratorer: itertools

itertools, et standardbibliotek i Python, gir kraftige verktøy for å arbeide med iteratorer.

1import itertools
2
3for x in itertools.count(10, 2):  # 10, 12, 14, ...
4    if x > 20:
5        break
6    print(x)

• Det inneholder også mange andre funksjoner som cycle, repeat, chain, islice og tee.

Bruksområder for iteratorer

Bruksområder for iteratorer inkluderer følgende:.

• Behandle fil-linjer: Les linjer én etter én fra en fil som en iterator.
• Minneeffektiv behandling: Prosesser store mengder data sekvensielt.
• Representere uendelige sekvenser: Bruk funksjoner som itertools.count().

Sammendrag

• En iterator er et objekt som kan hente neste verdi sekvensielt.
• Du kan lage en egendefinert iterator ved å definere __iter__() og __next__().
• De håndteres automatisk via for-løkker eller next()-funksjonen.
• Å bruke generatorer eller itertools gir mer effektiv behandling.

Ved å bruke iteratorer kan du behandle store datamengder sekvensielt på en minneeffektiv måte, noe som gir kontrollert tilstandshåndtering og bedre programytelse.

Du kan følge med på artikkelen ovenfor ved å bruke Visual Studio Code på vår YouTube-kanal. Vennligst sjekk ut YouTube-kanalen.

YouTube Video