python如何实现迭代器协议

你想构建一个能支持迭代操作的自定义对象,并希望找到一个能实现迭代协议的简单方法。

目前为止,在一个对象上实现迭代最简单的方式是使用一个生成器函数。使用Node类来表示树形数据结构。你可能想实现一个以深度优先方式遍历树形节点的生成器。下面是代码示例:

class Node:

def__init__(self, value):

self._value= value self._children=[] def__repr__(self):

return’Node({!r})’.format(self._value) def add_child(self, node):

self._children.append(node) def__iter__(self):

return iter(self._children) def depth_first(self):

yield self

for c in self:

yield from c.depth_first()# Example

if__name__==’__main__’:

root= Node(0) child1= Node(1) child2= Node(2)

root.add_child(child1) root.add_child(child2)

child1.add_child(Node(3)) child1.add_child(Node(4)) child2.add_child(Node(5))

for ch in root.depth_first():

print(ch)

# Outputs Node(0), Node(1), Node(3), Node(4), Node(2), Node(5)

在这段代码中,depth_first()方法简单直观。它首先返回自己本身并迭代每一个子节点并通过调用子节点的depth_first()方法(使用yield from语句)返回对应元素。

Python的迭代协议要求一个__iter__()方法返回一个特殊的迭代器对象,这个迭代器对象实现了__next__()方法并通过StopIteration异常标识迭代的完成。但是,实现这些通常会比较繁琐。下面我们演示下这种方式,如何使用一个关联迭代器类重新实现depth_first()方法:

class Node2:

def__init__(self, value):

self._value= value self._children=[] def__repr__(self):

return’Node({!r})’.format(self._value) def add_child(self, node):

self._children.append(node) def__iter__(self):

return iter(self._children) def depth_first(self):

return DepthFirstIterator(self)

class DepthFirstIterator(object):

”’

Depth-first traversal”’

def__init__(self, start_node):

self._node= start_node

self._children_iter= None self._child_iter= None

def__iter__(self):

return self

def__next__(self):

# Return myself if just started; create an iterator for children if self._children_iter is None:

self._children_iter= iter(self._node) return self._node

# If processing a child, return its next item elif self._child_iter:

try:

nextchild= next(self._child_iter) return nextchild

except StopIteration:

self._child_iter= None return next(self)

# Advance to the next child and start its iteration else:

self._child_iter= next(self._children_iter).depth_first() return next(self)

DepthFirstIterator类和上面使用生成器的版本工作原理类似,但是它写起来很繁琐,因为迭代器必须在迭代处理过程中维护大量的状态信息。坦白来讲,没人愿意写这么晦涩的代码。将你的迭代器定义为一个生成器后一切迎刃而解。

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