90、Python之鸭子类型:for循环的本质,进一步解析迭代协议

南宫理的日志录 2024-11-13 08:51:26
引言

在前面的文章中,我们简单介绍了Python中的可迭代对象、迭代器、以及迭代协议的概念。今天就for这个用得特别多,觉得很熟悉很简单的语法结构,稍微展开一下,从而更好地加深对迭代协议的理解。

本文的主要内容有:

1、迭代协议与两个内置函数

2、for循环的本质

3、代码验证实例

迭代协议与两个内置函数

这里再来简单回顾一下迭代协议的概念,所谓“迭代协议”,是Python中为遍历对象定义的一组规则。具体来说,一个对象要遵循迭代协议,它需要实现以下两个方法:

1、__iter__():返回一个迭代器对象。

2、__next__():返回下一个元素,如果没有更多元素,则抛出StopIteration异常。

为了支持迭代协议,以及更好地利用迭代协议,Python中还有两个内置函数,需要提前了解以下:

1、iter():返回对象的迭代器,等价于调用对象的__iter__()方法。

函数的定义及描述如下:

2、next():从迭代器中获取下一个元素,等价于调用迭代器的__next__()方法。如果提供了默认值,则会在遇到StopIteration异常时返回该默认值。

函数的定义及描述如下:

for循环的本质

for循环的本质是获取一个可迭代对象的迭代器,并通过反复调用迭代器的__next__()方法来获取元素,直至抛出StopIteration异常为止。

一个for循环更加详细的执行步骤是这样的:

1、获取迭代器

调用可迭代对象的__iter__()方法,获取并返回一个迭代器对象。

2、初始化迭代器

迭代器对象必须实现了__iter__()方法并返回自身,以便在需要嵌套的情况下能够重用。

3、获取下一个元素

在每次循环迭代的过程中,调用迭代器对象的__next__()方法,获取下一个元素。

4、处理元素

在每次循环迭代的过程中,将获取到的元素绑定到循环变量,并执行循环体中的代码。

5、检测结束

如果__next__()方法抛出了StopIteration异常,则for循环终止。

6、清理工作

执行任何必要的清理工作,如释放资源、处理异常等。

代码验证实例

接下来我们通过一个代码实例来验证上述的for循环执行过程:

简单解释一下代码,Team类实现了__iter__()方法,就是我们前面已经提到的,Team类是可迭代的,Team的实例对象都是可迭代对象。TeamIterator类同时实现了__iter__()方法和__next__()方法,是一个迭代器。

在对应的方法中我们添加了print()输出,从而当我们通过for循环遍历Team的可迭代对象时,更加清晰地看到for地执行过程。

执行结果:

既然已经知道了for循环的执行过程,其实,我们可以不用for语法结构,自行模拟实现for循环对可迭代对象的迭代遍历,这就要用到我们前面提到的两个内置函数iter()和next()了。

直接看代码:

执行结果:

跟for循环时完全一致的。

总结

本文首先简单回顾了Python中迭代协议的概念,同时介绍了两个内置函数iter()和next()。然后介绍了Python中for循环的本质及详细执行过程。最后通过自定义可迭代对象、迭代器来验证了for循环的执行过程,以及通过两个内置函数,使用while循环模拟for循环的执行过程。

以上就是本文的全部内容了,希望对您能有所帮助。

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