Verständnis von Iterators

Was sind Iteratoren?

Technisch gesehen ist in Python ein Iterator ein Objekt, das das Iterator-Protokoll implementiert, welches aus den folgenden Methoden besteht:

__iter__(): gibt das Iterator-Objekt selbst zurück und macht es kompatibel mit Schleifen wie for;
__next__(): gibt das nächste Element in der Sequenz zurück. Wenn keine Elemente mehr vorhanden sind, wird eine StopIteration-Ausnahme ausgelöst, um das Ende der Durchquerung zu signalisieren.

Ein Iterator ermöglicht die Durchquerung von Elementen in einem iterierbaren Objekt (z.B. Liste oder Zeichenkette) nacheinander, während er seine Position verfolgt.


iterator = iter(iterable)

Hinweis

Ein Iterator ist auch ein iterierbares Objekt, da es die __iter__()-Methode implementiert.

Nicht alle iterierbaren Objekte sind Iteratoren. Zum Beispiel ist eine Liste iterierbar, aber kein Iterator. Wenn Sie sie an die iter()-Funktion übergeben, erhalten Sie einen Iterator, der eine elementweise Durchquerung ermöglicht.

Erstellen eines benutzerdefinierten Iterators

Dieser Iterator generiert eine feste Anzahl von zufälligen Würfelwürfen und stoppt, sobald alle Würfe abgeschlossen sind.

import random

class FiniteDie:

def __init__(self, num_rolls):

"""Initialize the iterator with a fixed number of rolls."""

self.num_rolls = num_rolls

self.current_roll = 0

def __iter__(self):

"""Return the iterator object itself."""

return self

def __next__(self):

"""Generate the next dice roll or stop iteration."""

if self.current_roll < self.num_rolls:

self.current_roll += 1

return random.randint(1, 6)

raise StopIteration

# Using the FiniteDie iterator

num_rolls = 5

die_iterator = FiniteDie(num_rolls)

print(f"Rolling the die {num_rolls} times:")

for roll in die_iterator:

print(f"Rolled: {roll}")


              123456789101112131415161718192021222324252627
            
import random

class FiniteDie:
    def __init__(self, num_rolls):
        """Initialize the iterator with a fixed number of rolls."""
        self.num_rolls = num_rolls
        self.current_roll = 0

    def __iter__(self):
        """Return the iterator object itself."""
        return self

    def __next__(self):
        """Generate the next dice roll or stop iteration."""
        if self.current_roll < self.num_rolls:
            self.current_roll += 1
            return random.randint(1, 6)
        raise StopIteration

# Using the FiniteDie iterator
num_rolls = 5
die_iterator = FiniteDie(num_rolls)

print(f"Rolling the die {num_rolls} times:")
for roll in die_iterator:
    print(f"Rolled: {roll}")

Erschöpfung des Iterators

Sobald ein Iterator erschöpft ist, kann er nicht ohne Neuanlage wiederverwendet werden. Zum Beispiel:

numbers = [1, 2, 3, 4]

iterator = iter(numbers)

# First iteration

for num in iterator:

print(num) # Output: 1, 2, 3, 4

# Second iteration

for num in iterator:

print(num) # Output: Nothing, the iterator is exhausted.


              12345678910
            
numbers = [1, 2, 3, 4]
iterator = iter(numbers)

# First iteration
for num in iterator:
    print(num)  # Output: 1, 2, 3, 4

# Second iteration
for num in iterator:
    print(num)  # Output: Nothing, the iterator is exhausted.

Iteratoren können nur einmal durchlaufen werden. Um erneut zu iterieren, muss ein neuer Iterator erstellt werden.

Aufgabe

Swipe to start coding

Vervollständigen Sie die fehlenden Teile des Codes, um eine benutzerdefinierte Iterator-Klasse zur Simulation eines unendlichen Würfelrollers zu implementieren. Der Iterator sollte zufällige Würfe eines sechsseitigen Würfels faul generieren und nach 10 Würfen stoppen.

Die Methode __iter__() ermöglicht es, ein Objekt als Iterator zu verwenden.
Die Methode __next__() erzeugt den nächsten zufälligen Würfelwurf (eine Zahl zwischen 1 und 6).
Erstellen Sie eine Instanz der InfiniteDie-Klasse, die den Würfelroller darstellt.
Verwenden Sie eine for-Schleife mit enumerate(), um den Würfel faul zu rollen. Stoppen Sie nach 10 Würfen mit einer if-Bedingung und der break-Anweisung.

Lösung

import random

class InfiniteDie:

def __iter__(self):

return self

def __next__(self):

return random.randint(1, 6)

# Step 1: Create an infinite die iterator

infinite_die = InfiniteDie()

# Step 2: Roll the die lazily

for i, roll in enumerate(infinite_die):

if i >= 10: # Stop after 10 rolls

break

print(f"Rolled: {roll}")

War alles klar?

Danke für Ihr Feedback!

Abschnitt 6. Kapitel 2

import random

class InfiniteDie:

___ ___ ___:

return self

___ ___ ___:

return random.randint(1, 6)

# Step 1: Create an infinite die iterator

infinite_die = ___()

# Step 2: Roll the die lazily

for i, roll in enumerate(infinite_die):

if i >= 10: # Stop after 10 rolls

break

print(f"Rolled: {roll}")