如何制作更具表现力的python迭代器？就像c ++迭代器一样

Question

首先,我快速查看c ++样式迭代器.例如:

//--- Iterating over vector with iterator.
vector<int> v;
. . .
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it!=v.end(); ++it) {
    cout << *it << endl;
}

它很灵活.很容易改变底层容器类型.例如,您可能稍后决定插入和删除的数量是如此之高,以至于列表比向量更有效.它还有许多有用的成员函数.向量的许多成员函数使用迭代器,例如,赋值,插入或擦除.此外,我们可以使用双向性(如果支持)bidirectionaly,例如++, - .这对于解析像对象这样的流非常有用.

python的问题是:1:目前,python for循环语法的灵活性不如c ++ for.(嗯,更安全)2:而不是"it!= iter.end()"样式,当next()不再有时,python将抛出异常.它不灵活.

问题1:我的想法是否正确？

好.这是我的问题,如何实现像c ++迭代器一样强大的更强大的python迭代器？目前,python for循环语法不如c ++灵活.我还找到了一些可能的解决方案,例如http://www.velocityreviews.com/forums/t684406-pushback-iterator.html.但它要求用户推送一个东西而不是问迭代器 - .

问题2:在python中实现双向迭代器的最佳方法是什么？就像http://www.cplusplus.com/reference/std/iterator/BidirectionalIterator/一样.伪代码如下:

it = v.begin();
while( it!=v.end()) {
    //do sth here

    if (condition1)
        ++it;//suppose this iterator supports ++
    if(condition2)
      --it;//suppose this iterator supports --
}

主要特点是:1)双向,2)更简单的"结束"检查."++"或" - "运算符或常用函数无关紧要(无论如何都没有语义差异).

谢谢,

更新:我从答案中得到了一些可能的解决方案:

i = 0
while i < len(sequence): # or i < len and some_other_condition
    star_it = sequence[i]
    if condition_one(star_it):
        i += 1
    if condition_two(star_it):
        i = max(i - 1, 0)

但是,与数组不同,列表的随机访问应该是O(n).我想python内部的"list"对象是使用链接列表之类的东西实现的.因此,这种while循环解决方案效率不高.但是,在c ++中,我们有"随机迭代器","双向迭代器".我该如何获得更好的解决方案？谢谢.

Answer 1

对于大多数情况,Python for和迭代器是最简单的事情.这是他们的目标,他们不应该为了灵活性而妥协 - 他们缺乏灵活性不是问题.

对于一些无法使用for循环的情况,C++迭代器可能更简单.但总有一个办法做到这一点在Python不是太大比使用C++迭代器更复杂.

如果你需要将迭代器与循环分开,只需使用while循环:

it = iter(obj)

try:
    while True: # or some secondary break condition other than StopIteration
        star_it = next(it)
        if condition_one(star_it):
            star_it = next(it)
except StopIteration:
    pass # exhausted the iterator

我只能想到两种--it在Python中有意义的情况.

首先是你在迭代一个序列.在这种情况下,如果你需要向后,根本不要使用迭代器 - 只需使用带while循环的计数器:

i = 0
while i < len(sequence): # or i < len and some_other_condition
    star_it = sequence[i]
    if condition_one(star_it):
        i += 1
    if condition_two(star_it):
        i = max(i - 1, 0)

第二个是如果你正在迭代一个双向链表.在这种情况下,再次,不要使用迭代器 - 只是正常遍历节点:

current = node
while current: # or any break condition
    if condition_one(current):
        current = current.next
    if condition_two(star_it):
        current = current.prev

你可能认为它有意义但你不能使用上述任何一种方法的情况是使用像setor或者这样的无序集合dict.但是,在这种情况下--it 没有意义.由于集合在语义上是无序的,因此先前到达的任何项目都是合适的 - 而不仅仅是实际的先前项目.

因此,为了知道要返回的正确对象,您需要通过迭代像mydict.values()或者tuple(myset)使用计数器的序列,或者通过组合一系列先前的值并使用while循环next来代替上面的内存.一个for循环.

Answer 2

事实上，C++迭代器系统并没有那么伟大。迭代器类似于指针，但它们也有自己的缺点：

• 奇异值：v.end()无法安全地取消引用
• 反转问题：std::for_each(end, begin, func);
• 不匹配问题：std::for_each(v0.begin(), v2.end(), func);

Python 方法在这方面要好得多（尽管异常的使用一开始可能会非常令人惊讶，但它确实有助于定义嵌套迭代器），因为与它的名称相反，Python 迭代器更类似于Range.

的概念Range比 C++11 引入的 range-for 循环结构好得多：

for (Object& o: range) {
}

迭代器可以实现的任何功能也可以通过范围实现，尽管可能需要一些时间才能实现这一点，而且对于我们这些受过类似 C++ 指针迭代器教育的人来说，某些翻译一开始似乎是超现实主义的。例如，子范围可以完美地表达：

for (Object& o: slice(range, 2, 9)) {
}

whereslice会将所有元素放在[2, 9)内的位置range。

因此，与其与你的语言 (Python) 作斗争，不如进一步深入研究它并接受它的风格。与一种语言作斗争通常是一场失败的战斗，学习它的习语，变得更有效率。