数值
Python 的数值数据类型是用来存储数值的。一旦创建，数值对象的身份和类型是不可改变的。如果你改变了数值对象的值，Python 将创建一个新的数值对象。Python 支持三种不同的数值类型：
- 整型 (int)：被用来表示整数，包括正整数和负整数，不带小数点。在 Python 3 中，整数的长度是无限的，可以视为 Python 2 中的 Long 类型。此外，布尔类型（bool）实际上是整型的一种特殊形式，其中 True 和 False 分别被表示为 1 和 0。
- 浮点型 (float)：用来表示实数，由整数部分和小数部分组成。浮点型还可以使用科学计数法表示。例如，2.5e2 表示的是 2.5 乘以 10 的平方，等于 250。
- 复数 (complex)：复数由实部和虚部构成，表示形式可以是 a + bj，或者 complex(a,b)。在这里，实部 a 和虚部 b 都是浮点型。
num1 = -100 # 整数
num2 = 200.01 # 浮点数
num3 = 0xA0F # 十六进制
num4 = 0o37 # 八进制
# 引入库
import math
import random
# 数学常量 PI 和 e
pi = math.pi
e = math.e
# 绝对值
abs_val = abs(num1)
# 向上取整
ceil_val = math.ceil(num2)
# 返回最大数
max_val = max(num1, num2)
# x**y 运算后的值
pow_val = pow(num1, num2)
# 随机数
random_val = random.random()
# x弧度的正弦值。
sin_val = math.sin(pi/2)字符串
字符串在计算机科学和编程中非常重要。在 Python 程序中，如果我们把单个或多个字符用单引号或者双引号包围起来，我们就创建了一个字符串。
定义
# 在 Python 中，可以使用单引号（'）和双引号（"）来定义字符串，它们的使用方式完全相同。
s1 = 'hello, world!'
s2 = "hello, world!"
# 使用三个单引号（'''）或者三个双引号（"""）可以创建一个多行字符串。
s3 = """
hello,
world!
"""
# 反斜杠（\）可以用来在字符串中插入特殊字符，这被称为转义字符。
s4 = '\n\t\141\u9a86\u660a'
# 在字符串前加上字符 r 可以阻止反斜杠的转义效果。
s5 = r'\n\\hello, world!\\\n'
# 通过将字符串级联来创建新的字符串。
s6 = "this " "is " "string"
# 字符串是不可变的，这意味着你不能改变一个字符串的内容。
s6[2] = "c" # 这将引发一个错误
# 字符串可以通过索引进行访问，其中 0 是第一个字符的索引，-1 是最后一个字符的索引。
s1 = 'hello, world!'
print(s1[0]) # 输出：h
print(s1[-1]) # 输出：!
# Python也支持字符串的切片操作，你可以使用这种方式来获取字符串的一部分。
s1 = 'hello, world!'
print(s1[0:5]) # 输出：hello
# ===== 字符串切片示意图 =====
| L | e | t | t | e | r | s |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|-7 |-6 |-5 |-4 |-3 |-2 |-1 |转义
| 转义字符 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
\\ | 反斜杠符号 | print("\\") 输出：\ |
\' | 单引号 | print('\'') 输出：' |
\" | 双引号 | print("\"") 输出：" |
\n | 换行 | print("\n") 输出一个新行 |
\r | 回车 | print("Hello\rWorld!") 输出：World! |
\t | 横向制表符（Tab） | print("Hello\tWorld!") 输出：Hello World! |
\b | 退格 (Backspace) | print("Hello \bWorld!") 输出：Hello World! |
\f | 换页 | print("Hello \fWorld!") 输出：Hello World! |
\a | 响铃 | print("\a") 执行后电脑有响声 |
\000 | 空 | print("\000") 输出：“ |
\v | 纵向制表符 | print("Hello \vWorld!") 输出：Hello World! |
\other | 其他的字符以普通格式输出 | |
\xhh | 二进制数，代表一个 ASCII 字符 | print("\x48\x65\x6c\x6c\x6f") 输出：Hello |
\ooo | 八进制数，代表一个 ASCII 字符 | print("\141\142\143") 输出：abc |
\uhhhh | 16 进制数，代表一个 Unicode 字符 | print("\u6211\u4eec") 输出：我们 |
运算
| 运算符 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
+ | 连接字符串 | "Hello " + "World!" 输出：Hello World! |
* | 重复字符串 | "Hello " * 3 输出：Hello Hello Hello |
[] | 索引字符串 | "Hello"[1] 输出：e |
[:] | 切片字符串 | "Hello"[1:4] 输出：ell |
in | 成员运算符 - 如果字符串中包含给定的字符返回 True | 'H' in 'Hello' 输出：True |
not in | 成员运算符 - 如果字符串中不包含给定的字符返回 True | 'H' not in 'Hello' 输出：False |
% | 格式化字符串 | "Hello, %s" % 'World!' 输出：Hello, World! |
f-string | 格式化字符串的新方式（Python 3.6+） | f"Hello, {'World!'} 输出：Hello, World! |
f-strings
在 Python 3.6 及以后的版本中，格式化字符串引入了更为简洁的方式，即使用 f 字符作为字符串的前缀，创建所谓的格式化字符串字面值（f-string）。通过 f-string，可以在字符串中直接插入变量值或表达式，并可以通过冒号和数字来指定输出宽度等格式化选项。
# {a:10} 表示将变量 a 插入到字符串中，并占用 10 个字符的宽度。不足 10 个字符，将使用空格进行填充。
a, b = 5, 10
print(f'{a:10} * {b:10} = {a * b}')PEP 701 的更新
在 Python 3.11 版本中，f-strings 还存在一些限制，导致在某些情况下使用起来不够灵活。PEP 701 对 f-strings 进行了一些更新，解除了一些限制，使得 f-strings 可以更灵活地使用，包括以下方面的更新：
在 Python 3.12 版本中，对 f-strings 进行了更新，解除了之前的一些限制，使得 f-strings 更加灵活和强大。更新主要包括以下方面：
引号重用
在 Python 3.11 中，f-string 的表达式组件使用与包含 f-string 相同的引号会导致 SyntaxError。而在 Python 3.12 中，可以重用引号，不再限制引号的使用。
songs = ['Take me back to Eden', 'Alkaline', 'Ascensionism']
result1 = f"This is the playlist: {', '.join(songs)}"
print(result1)
# 输出：'This is the playlist: Take me back to Eden, Alkaline, Ascensionism'多行表达式和注释
在 Python 3.11 中，f-string 的表达式必须在一行内定义，即使外部表达式可以跨多行，这会使得代码可读性变差。而在 Python 3.12 中，可以定义跨多行的表达式，并且可以包含注释，提高了代码的可读性。
result2 = f"This is the playlist: {', '.join([
'Take me back to Eden', # My, my, those eyes like fire
'Alkaline', # Not acid nor alkaline
'Ascensionism' # Take to the broken skies at last
])}"
print(result2)
# 输出：'This is the playlist: Take me back to Eden, Alkaline, Ascensionism'反斜杠和 Unicode 字符
在 Python 3.11 中，f-string 的表达式不能包含任何反斜杠字符，也不能包含 Unicode 转义序列。而在 Python 3.12 中，可以包含反斜杠和 Unicode 字符，使得表达式更加灵活。
songs = ['Take me back to Eden', 'Alkaline', 'Ascensionism']
result3 = f"This is the playlist: {'\n'.join(songs)}"
print(result3)
# 输出：
# This is the playlist: Take me back to Eden
# Alkaline
# Ascensionism
result4 = f"This is the playlist: {'\N{BLACK HEART SUIT}'.join(songs)}"
print(result4)
# 输出：'This is the playlist: Take me back to Eden♥Alkaline♥Ascensionism'以上代码展示了 Python 3.12 中 f-strings 的更新。可以看到，我们可以在 f-string 中使用引号重用，多行表达式和注释，以及包含反斜杠和 Unicode 字符的表达式，这些更新使得 f-strings 更加灵活和强大，更方便地进行字符串格式化。同时，通过使用 PEG 解析器实现的更新，使得错误消息更加准确，有助于代码调试。
常用方法
| 函数 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| len(str) | 返回字符串长度 | len('hello, world!') 输出结果：13 |
| str.capitalize() | 返回首字母大写的字符串 | 'hello, world!'.capitalize() 输出结果：Hello, world! |
| str.title() | 返回每个单词首字母大写的字符串 | 'hello, world!'.title() 输出结果：Hello, World! |
| str.upper() | 返回字符串变大写后的拷贝 | 'hello, world!'.upper() 输出结果：HELLO, WORLD! |
| str.find(sub) | 查找子串在字符串中的起始位置，未找到返回 -1 | 'hello, world!'.find('or') 输出结果：8 |
| str.startswith(prefix) | 检查字符串是否以指定的前缀开头 | 'hello, world!'.startswith('He') 输出结果：False |
| str.endswith(suffix) | 检查字符串是否以指定的后缀结尾 | 'hello, world!'.endswith('!') 输出结果：True |
| str.center(width, fillchar) | 将字符串以指定宽度居中并在两侧填充指定字符 | 'hello'.center(10, '*') 输出结果：hello |
| str.rjust(width, fillchar) | 将字符串以指定宽度靠右并在左侧填充指定字符 | 'hello'.rjust(10, '*') 输出结果：*****hello |
| str.isdigit() | 检查字符串是否由数字构成 | 'abc123456'.isdigit() 输出结果：False |
| str.isalpha() | 检查字符串是否由字母构成 | 'abc123456'.isalpha() 输出结果：False |
| str.isalnum() | 检查字符串是否由字母和数字构成 | 'abc123456'.isalnum() 输出结果：True |
| str.strip() | 返回修剪左右两侧空格之后的字符串 | ' jackfrued@126.com '.strip() 输出结果：’jackfrued@126.com’ |
列表
列表（list）是一种结构化的、非标量类型，它是值的有序序列，每个值都可以通过索引进行标识，定义列表可以将列表的元素放在 [] 中，多个元素用 , 进行分隔，可以使用 for 循环对列表元素进行遍历，也可以使用 [] 或 [:] 运算符取出列表中的一个或多个元素。
定义
# 列表定义
list1 = [ 'abcd', 786, 2.23, 'runoob', 70.2 ]
tinylist = [123, 'runoob']
# 输出完整列表
print(list1) # 输出结果：['abcd', 786, 2.23, 'runoob', 70.2]
# 输出列表第一个元素
print(list1[0]) # 输出结果：'abcd'
# 从第二个开始输出到第三个元素
print(list1[1:3]) # 输出结果：[786, 2.23]
# 输出从第三个元素开始的所有元素
print(list1[2:]) # 输出结果：[2.23, 'runoob', 70.2]
# 输出两次列表
print(tinylist * 2) # 输出结果：[123, 'runoob', 123, 'runoob']
# 连接列表
print(list1 + tinylist) # 输出结果：['abcd', 786, 2.23, 'runoob', 70.2, 123, 'runoob']
# 通过循环用下标遍历列表元素
for index in range(len(list1)):
print(list1[index])
# 通过for 循环遍历列表元素
for elem in list1:
print(elem)
# 通过 enumerate 函数处理列表之后再遍历可以同时获得元素索引和值
for index, elem in enumerate(list1):
print(index, elem)运算
# 创建列表
list1 = [1, 2, 3]
list2 = [4, 5, 6]
# 连接列表，返回一个新的列表
list3 = list1 + list2
print(list3) # 输出：[1, 2, 3, 4, 5, 6]
# 复制列表，返回一个新的列表
list4 = list1 * 3
print(list4) # 输出：[1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]
# 计算元素个数
length = len(list1)
print(length) # 输出：3
# 判断元素是否在列表中
result = 4 in list1
print(result) # 输出：False
result = 2 in list1
print(result) # 输出：True
# 访问元素，可以使用索引，索引从0开始
elem = list1[0]
print(elem) # 输出：1
# 切片操作
list5 = list1[1:3]
print(list5) # 输出：[2, 3]
# 切片时可以指定步长
list6 = list1[0:3:2]
print(list6) # 输出：[1, 3]
# 切片时可以省略开始或结束索引
list7 = list1[:2]
list8 = list1[1:]
print(list7) # 输出：[1, 2]
print(list8) # 输出：[2, 3]
# 反向切片
list9 = list1[::-1]
print(list9) # 输出：[3, 2, 1]
# 修改元素值
list1[0] = 100
print(list1) # 输出：[100, 2, 3]
# 列表末尾添加元素
list1.append(4)
print(list1) # 输出：[100, 2, 3, 4]
# 列表末尾删除元素
list1.pop()
print(list1) # 输出：[100, 2, 3]
# 指定位置插入元素
list1.insert(1, 200)
print(list1) # 输出：[100, 200, 2, 3]
# 删除指定位置的元素
del list1[2]
print(list1) # 输出：[100, 200, 3]
# 清空列表
list1.clear()
print(list1) # 输出：[]常用方法
| 函数 | 描述 |
|---|---|
len(list) | 返回列表元素的个数。 |
list.append(x) | 在列表末尾添加元素 x。 |
list.insert(i, x) | 在指定位置 i 前插入元素 x。 |
list.extend(iterable) | 将可迭代对象中的元素逐个添加到列表。 |
list.remove(x) | 删除列表中第一个值为 x 的元素。 |
list.pop([i]) | 移除并返回列表中指定位置 i 处的元素。如果未指定索引，默认删除并返回最后一个元素。 |
list.clear() | 清空列表中的所有元素。 |
list.index(x[, start[, end]]) | 返回列表中第一个值为 x 的元素的索引。如果未找到该元素，会引发 ValueError 异常。 |
list.count(x) | 返回元素 x 在列表中出现的次数。 |
list.sort(key=None, reverse=False) | 对列表进行排序，如果指定参数 key 则按照 key 进行排序，如果指定参数 reverse 则为降序。 |
list.reverse() | 将列表中的元素倒序排列。 |
list.copy() | 返回列表的浅拷贝，即创建一个新列表并复制原列表中的元素。 |
元组
Python 中的元组是一种容器数据类型，使用小括号 () 定义，类似于列表，但元组的元素不能修改，是不可变的。元组用于存储多个数据，可以包含不同类型的元素。与列表不同，元组在定义时可以省略括号，但在实际使用中建议加上括号，以增强代码的可读性。
定义
# 定义元组
t = ('骆昊', 38, True, '四川成都')
# 定义空元组
t1 = ()
# 元组中只包含一个元素时，需要在元素后面添加逗号 `,`，否则括号会被当作运算符使用。
tup1 = (50) # 不加逗号，类型为整型
tup1 = (50,) # 加上逗号，类型为元组
# 遍历元组中的值
for member in t:
print(member)
# 重新给元组赋值
# t[0] = '王大锤' # TypeError，元组不可修改
# 变量t重新引用了新的元组，原来的元组将被垃圾回收
t = ('王大锤', 20, True, '云南昆明')
# 将元组转换成列表
person = list(t)
# 将列表转换成元组
fruits_list = ['apple', 'banana', 'orange']
fruits_tuple = tuple(fruits_list)
# 创建一个新的元组
tup1 = (12, 34.56)
tup2 = ('abc', 'xyz')
tup3 = tup1 + tup2
# 删除元组
tup = ('Google', 'Runoob', 1997, 2000)
del tup运算
# 创建元组
tup1 = (1, 2, 3)
tup2 = (4, 5, 6)
# 连接元组，返回一个新的元组
tup3 = tup1 + tup2
print(tup3) # 输出：(1, 2, 3, 4, 5, 6)
# 复制元组，返回一个新的元组
tup4 = tup1 * 3
print(tup4) # 输出：(1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3)
# 计算元素个数
length = len(tup1)
print(length) # 输出：3
# 判断元素是否在元组中
result = 4 in tup1
print(result) # 输出：False
result = 2 in tup1
print(result) # 输出：True
# 访问元素，可以使用索引，索引从0开始
elem = tup1[0]
print(elem) # 输出：1
# 切片操作
tup5 = tup1[1:3]
print(tup5) # 输出：(2, 3)
# 切片时可以指定步长
tup6 = tup1[0:3:2]
print(tup6) # 输出：(1, 3)
# 切片时可以省略开始或结束索引
tup7 = tup1[:2]
tup8 = tup1[1:]
print(tup7) # 输出：(1, 2)
print(tup8) # 输出：(2, 3)
# 反向切片
tup9 = tup1[::-1]
print(tup9) # 输出：(3, 2, 1)常用方法
| 函数 | 描述 |
|---|---|
len(tuple) | 返回元组中元素的个数。 |
tuple.count(x) | 返回元组中元素 x 出现的次数。 |
tuple.index(x[, start[, end]]) | 返回元组中第一个值为 x 的元素的索引。如果未找到该元素，会引发 ValueError 异常。 |
tuple + tuple | 将两个元组连接成一个新的元组。 |
tuple * n | 将元组重复 n 次。 |
x in tuple | 判断元素 x 是否在元组中，如果在返回 True，否则返回 False。 |
x not in tuple | 判断元素 x 是否不在元组中，如果不在返回 True，否则返回 False。 |
集合
集合（set）是由不重复元素组成的无序容器。基本用法包括成员检测、消除重复元素。集合对象支持合集、交集、差集、对称差分等数学运算。
定义
集合可以通过花括号 {} 或 set() 函数创建。注意，创建空集合只能用 set()，不能用 {}，因为 {} 创建的是空字典。
# 创建集合
set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
set2 = {3, 4, 5, 6, 7}
set3 = {5, 6, 7, 8, 9}
# 判断元素是否在集合内
3 in set1 # True
10 in set1 # False
# 添加元素
set1.add(6) # {1, 2, 3, 4, 5, 6}
set1.add(7) # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
set1.add(3) # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}，重复的元素不会被添加
# 删除元素
set1.remove(4) # {1, 2, 3, 5, 6, 7}
set1.discard(6) # {1, 2, 3, 5, 7}
set1.discard(8) # {1, 2, 3, 5, 7}，如果元素不存在，discard 方法不会引发异常
# 元素个数
len(set1) # 5
# 清空集合
set1.clear() # set()运算
set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
set2 = {3, 4, 5, 6, 7}
set3 = {5, 6, 7, 8, 9}
# 交集
set1 & set2 # {3, 4, 5}
# 并集
set1 | set2 # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
# 差集
set1 - set2 # {1, 2}
# 对称差运算（在 set1 或 set2 中，但不会同时出现在二者中）
set1 ^ set2 # {1, 2, 6, 7}
# 判断子集和超集
set2 <= set1 # False，set2 是 set1 的子集吗？
set3 <= set1 # False，set3 是 set1 的子集吗？
set1 >= set2 # False，set1 是 set2 的超集吗？
set1 >= set3 # False，set1 是 set3 的超集吗？常用方法
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| set.add(x) | 将元素 x 添加到集合中 |
| set.remove(x) | 删除集合中的元素 x，如果 x 不在集合中会引发 KeyError |
| set.discard(x) | 删除集合中的元素 x，如果 x 不在集合中不会引发异常 |
| set.pop() | 随机删除集合中的一个元素，并返回删除的元素 |
| set.clear() | 清空集合中的所有元素 |
| len(set) | 返回集合中元素的个数 |
| x in set | 判断元素 x 是否在集合中，如果在返回 True，否则返回 False |
| set1.isdisjoint(set2) | 判断两个集合是否没有共同的元素，如果没有返回 True，否则返回 False |
| set1.issubset(set2) | 判断集合 set1 是否是集合 set2 的子集，如果是返回 True，否则返回 False |
| set1.issuperset(set2) | 判断集合 set1 是否是集合 set2 的超集，如果是返回 True，否则返回 False |
| set1.union(set2) | 返回集合 set1 和 set2 的并集 |
| set1.intersection(set2) | 返回集合 set1 和 set2 的交集 |
| set1.difference(set2) | 返回集合 set1 和 set2 的差集，即在 set1 中但不在 set2 中的元素 |
| set1.symmetric_difference(set2) | 返回集合 set1 和 set2 的对称差集，即在 set1 或 set2 中，但不会同时出现在二者中的元素 |
| set1.update(set2) | 将集合 set2 中的元素添加到 set1 中 |
| set1.intersection_update(set2) | 将集合 set1 中不在 set2 中的元素删除 |
| set1.difference_update(set2) | 将集合 set1 和 set2 的差集中的元素从 set1 中删除 |
| set1.symmetric_difference_update(set2) | 将集合 set1 和 set2 的对称差集中的元素添加到 set1 中 |
| set.copy() | 返回集合的浅拷贝 |
| set.pop() | 随机删除并返回集合中的一个元素 |
字典
字典是另一种可变容器模型，且可存储任意类型对象。字典与列表、集合不同的是，它是一种键 - 值（key-value）对应的数据结构。每个元素都是由一个键和一个值组成的键值对，键和值通过冒号分开。键必须是唯一的，但值则不必。
定义
# 使用大括号创建字典
person = {'name': 'John', 'age': 30, 'city': 'New York'}
# 使用 dict() 创建字典
empty_dict = dict()
# 访问字典中的元素
print(person['name']) # 输出：John
print(person['age']) # 输出：30
print(person['city']) # 输出：New York运算
# 修改字典中的元素
person['age'] = 31
print(person) # 输出：{'name': 'John', 'age': 31, 'city': 'New York'}
# 添加新的键值对
person['job'] = 'Engineer'
print(person) # 输出：{'name': 'John', 'age': 31, 'city': 'New York', 'job': 'Engineer'}
# 删除字典中的元素
del person['city']
print(person) # 输出：{'name': 'John', 'age': 31, 'job': 'Engineer'}
# 清空字典
person.clear()
print(person) # 输出：{}
# 遍历字典的键
for key in person:
print(key)
# 遍历字典的值
for value in person.values():
print(value)
# 遍历字典的键值对
for key, value in person.items():
print(key, value)
# 判断键是否存在
if 'name' in person:
print("Name exists.")
常用方法
| 方法 | 描述 |
|---|---|
keys() | 返回字典所有键的列表 |
values() | 返回字典所有值的列表 |
items() | 返回字典所有键值对的元组列表 |
get(key, default=None) | 返回指定键的值，如果键不存在，返回默认值 |
pop(key) | 删除指定键的值，并返回该键对应的值 |
popitem() | 随机删除一个键值对，并返回该键值对 |
clear() | 删除字典中的所有键值对 |
update(other_dict) | 将其他字典的键值对更新到当前字典 |
copy() | 返回字典的浅拷贝（复制字典中的键值对） |
推导式
推导式是一种强大的 Python 特性，可以快速、简洁地创建新的数据序列。它可以从一个数据序列构建另一个新的数据序列的结构体。
列表
列表推导式是最常用的推导式，它通过在一个可迭代对象上应用表达式来创建一个新的列表。
# 语法
new_list = [out_exp_res for out_exp in input_list]
new_list = [out_exp_res for out_exp in input_list if condition]
# 示例
multiples = [i for i in range(30) if i % 3 == 0]
print(multiples) # 输出：[0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27]字典
# 语法
new_dict = {key_expr: value_expr for value in collection}
new_dict = {key_expr: value_expr for value in collection if condition}
# 示例
dic = {x: x**2 for x in (2, 4, 6)}
print(dic) # 输出：{2: 4, 4: 16, 6: 36}集合
# 语法
new_set = {expression for item in sequence}
new_set = {expression for item in sequence if conditional}
# 示例
a = {x for x in 'abracadabra' if x not in 'abc'}
print(a) # 输出：{'d', 'r'}元组
# 语法
new_tuple = (expression for item in sequence)
new_tuple = (expression for item in sequence if conditional)
# 示例
a = (x for x in range(1, 10))
print(a) # 输出：<generator object <genexpr> at 0x7f900dfdd200>
print(tuple(a)) # 输出：(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)其他
f = [x for x in range(1, 10)]
print(f)
f = [x + y for x in 'ABCDE' for y in '1234567']
print(f)
f = [x ** 2 for x in range(1, 1000)]
print(sys.getsizeof(f)) # 查看对象占用内存的字节数
print(f)
# 生成器表达式，不占用额外内存
f = (x ** 2 for x in range(1, 1000))
print(sys.getsizeof(f)) # 相比列表生成式，生成器不占用存储数据的空间
print(f)
for val in f:
print(val)
迭代器
可迭代对象是 Python 中的一种数据结构，例如列表、元组、字典、字符串等都是可迭代对象。迭代器是一种特殊的可迭代对象，它可以通过调用 iter() 函数获取，然后使用 next() 函数逐个访问元素。迭代器在其生命周期中，会有四个状态：GEN_CREATED、GEN_RUNNING、GEN_SUSPENDED 和 GEN_CLOSED。
graph LR
A[生成器已创建] --> B[解释器执行中]
B --> C[在 yield 表达式处暂停]
C --> D[解释器执行中]
D --> C
D --> E[生成器执行结束]
- iter()：创建迭代器。
- next()：输出迭代器的下一个元素。
s = 'abc'
it = iter(s)
print(it) # 输出：<str_iterator object at 0x10c90e650>
print(next(it)) # 输出：'a'
print(next(it)) # 输出：'b'
print(next(it)) # 输出：'c'
# 抛出异常
# 迭代器用尽后会引发 StopIteration 异常
try:
print(next(it))
except StopIteration:
print("迭代器用尽了。")
生成器
生成器是一种特殊的迭代器，它是一个可以像迭代器一样使用 for 循环来获取元素的函数。生成器函数使用 yield 关键字将一个普通函数改造成生成器函数，yield 相当于 return 但有所不同，yield 虽然返回了值但函数并没有结束，而是暂停在 yield 处，下次调用 next() 或循环迭代时会从 yield 处继续执行。生成器在其生命周期中会有四个状态：GEN_CREATED、GEN_RUNNING、GEN_SUSPENDED 和 GEN_CLOSED。
graph LR
A[生成器函数被调用] --> B[生成器已创建]
B --> C[解释器执行中]
C --> D[在 yield 表达式处暂停]
D --> C
C --> E[生成器执行结束]
F[生成器已创建] --> G[GEN_CREATED]
G --> H[生成器正在执行]
H --> I[GEN_RUNNING]
I --> J[在 yield 表达式处暂停]
J --> H
I --> K[生成器执行结束]
K --> L[GEN_CLOSED]
生成器在其生命周期中，会有如下四个状态：
- GEN_CREATED：生成器已创建，还未被激活。
- GEN_RUNNING：解释器正在执行（只有在多线程应用中才能看到这个状态）。
- GEN_SUSPENDED：在 yield 表达式处暂停。
- GEN_CLOSED：生成器执行结束。
def fibonacci(n):
a, b, counter = 0, 1, 0
while True:
if counter > n:
return
yield a
a, b = b, a + b
counter += 1
for i in fibonacci(10):
print(i, end=" ") # 输出：0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55