Python可迭代类

Python可迭代类 __iter__()和__next__()

python中我们常常会用到for循环结构（for 元素 in 元素来源: …）for循环后面的元素来源实际上就是一个可以迭代的对象。for … in …语句其实做了两件事，第一件事是获取一个可迭代对象，即调用了__iter__()函数；第二件事就是循环过程，也就是在循环地调用__next__()函数。

也就是说，我们可以通过__iter__()和__next__()来自定义一个可以迭代的类：

# 定义一个斐波那契类
Class Fib:
    def __init__(self,num):
        self.num = num    # 最大迭代次数
        self.recorder = 0
        self.a,self.b = 0,1
        
    # 实例本身就是迭代对象，故返回自己
    def __iter__(self):
        return self
    
    def __next__(self):
        self.a,self.b = self.b,self.a + self.b
        self.recorder += 1
        # 当超过最大迭代次数时抛出异常
        if self.recorder >= self.num:
            raise StopIteration()
        else:
            return self.a
 

# 直接迭代Fib()的实例对象
it = Fib(10)
for n in it:
    print(n)
# 第一个for循环结束的时候，next()已经走到迭代对象的末尾
    
# 再次for循环是从末尾继续往后遍历，不会遍历到任何元素
for m in it:
    print(m)    # 无输出

__iter__()的作用是将迭代对象本身返回出去，而__next__()的作用是为了获取迭代对象中的元素。所以上面的类中也可以不写__iter__()函数，同样也能实现迭代。

class Fib:
    def __init__(self,num):
        self.num = num
        self.recorder = 0
        self.a,self.b = 0,1
        
    def __next__(self):
        self.a,self.b = self.b,self.a + self.b
        self.recorder += 1
        if self.recorder >= self.num:
            raise StopIteration()
        else:
            return self.a
        
# 示例一个Fib对象
itr = Fib(10)
# 利用next()手动获取itr中的元素
for i in range(10):
    print(next(itr))
    
# 注意：next()获取只能一直向后取
for j in range(10):
    print(next(itr))    # 报错，上一个for循环已经让next()指向了itr的末尾，此处的for循环还是从末尾的位置继续向后获取元素

__getitem__()

如果说上述的__next__()是让外部可以使用next()函数依次获取下一个元素的话，__getitem__()的作用就是可以让外部使用索引的方式获取制定位置的元素

class DataTest:
    def __init__(self,num):
        self.num = num
        
    def __getitem__(self,index):
        if index < self.num:
            return f"这是索引{index}指向的元素"
        else:
            raise StopIteration

# 可直接从头开始遍历
data = DataTest(20)
for i in data:
    print(i)    
print("遍历结束")
print("----------------")

# 也可以通过索引获取制定位置的元素
print(data[0])
print(data[14])
print(data[19])

# 再次for循环也是从头重新开始遍历
for j in data:
    print(j)