Python-for循環的內部機制
Python中,使用for循環可以迭代容器對象中的元素,這里容器對象包括是列表(list)、元組(tuple)、字典(dict)、集合(set)等。但是,為什么這些對象可以使用for循環進行操作呢?
首先,定義一個簡單的類嘗試一下:
class TestRange: def __init__(self, num): self.num = numfor i in TestRange(10): print(i)# 輸出Traceback (most recent call last): File '<stdin>', line 1, in <module>TypeError: ’TestRange’ object is not iterable
錯誤信息提示,’TestRange’ object 不是可迭代的對象。那么,什么才是可迭代的對象呢?
在可迭代的對象中,需要實現一個__iter__魔法方法,而且這個方法的返回值需要是一個迭代器。那么,什么是迭代器呢?
迭代器只需要實現__next__魔法方法。
以列表(list)為例:
>>> nums = [13,12,33]>>> iter_ret = nums.__iter__() # x有此方法,說明list是可迭代的,而且該方法返回一個迭代器>>> iter_ret<list_iterator object at 0x100f32198>>>> iter_ret.__next__()13>>> iter_ret.__next__()12>>> iter_ret.__next__()33>>> iter_ret.__next__()Traceback (most recent call last): File '<stdin>', line 1, in <module>StopIteration
分析:
如上所示,列表nums中實現了__iter__方法,而且返回一個迭代器(iterator),迭代器中實現了__next__方法。在不斷調用__next__的過程中,就是在不斷返回nums中的元素,直到出現StopIteration的錯誤。
其實,for語句的作用與此類似。for語句的內部機制為:
先判斷對象是否為可迭代對象,即是否存在__iter__方法,如果存在則調用__iter__方法,返回一個迭代器;否則,直接拋出TypeError異常; 不斷地調用迭代器的__next__方法,每次調用按順序迭代獲取當前的值; 迭代完所有元素,就拋出異常 StopIteration,這個異常 python 解釋器自己會處理;前面的 TestRange 報錯是因為它沒有實現迭代器協議里面的這兩個方法,現在繼續改進:
class TestRange: def __init__(self, _max): self.i = 0 self._max = _max def __iter__(self): return self def __next__(self): if self.i < self._max: i = self.i self.i += 1 return i else: # 達到停止條件時,拋出此異常 raise StopIteration()# 進行測試for i in TestRange(3): print(i)# 輸出 0 1 2
分析:
因為這個類中,已經實現了__next__方法,所以基于這個類所創建的對象,本身就是一個迭代器。又因為可迭代對象需要有__iter__方法,而且返回一個迭代器,所以__iter__返回對象本身self即可。
總結
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