Python装饰器、迭代器与生成器详解

时间戳：2023-04-07 “老生常谈Python之装饰器、迭代器和生成器，介绍Python中的三大重要概念：装饰器、迭代器和生成器，以及它们的应用场景。” 在Python编程中，装饰器（Decorator）、迭代器（Iterator）和生成器（Generator）是三个核心概念，它们各自扮演着不同的角色，极大地提升了代码的灵活性和效率。 **装饰器（Decorator）** 装饰器是一种特殊类型的函数，它允许我们在不修改原函数代码的情况下，向其添加额外的功能。装饰器的工作原理是通过将一个函数作为另一个函数的参数，然后在不改变原函数行为的前提下，增加或修改其功能。例如，上面的例子展示了如何创建一个名为`timer`的装饰器，用于测量函数的执行时间。 装饰器的使用通常包括两个步骤：定义装饰器函数，然后使用`@decorator_name`语法将其应用到目标函数上。这样，当调用被装饰的函数时，实际上是在调用装饰器内部定义的包装器函数。 ```python @timer def foo(): time.sleep(2) print("Helloboy!") foo() ``` **迭代器（Iterator）** 迭代器是实现了迭代协议（即拥有`__iter__()`和`__next__()`方法）的对象，用于遍历集合中的元素。在Python中，许多内置类型如列表、元组、字典等都可以通过迭代器进行迭代。当我们使用`for`循环遍历这些数据结构时，Python会自动使用迭代器。 创建自定义迭代器可以使用`yield`语句，这使得函数变成一个生成器。 ```python def my_iterator(n): for i in range(n): yield i for item in my_iterator(5): print(item) ``` **生成器（Generator）** 生成器是特殊的迭代器，它不仅可以通过`for`循环遍历，还能在运行时动态生成值，而不是一次性计算并存储所有值。生成器函数使用`yield`语句暂停和恢复执行，并在每次迭代时返回一个新的值。这种延迟计算的能力降低了内存需求，特别适合处理大量数据或无限序列。 ```python def fibonacci(): a, b = 0, 1 while True: yield a a, b = b, a + b gen = fibonacci() for _ in range(10): print(next(gen)) ``` 在实际编程中，装饰器用于增强功能，迭代器用于遍历序列，而生成器则用于高效地处理大数据或无限序列。熟练掌握这三大“名器”，将大大提高Python编程的效率和代码质量。