Iterator In Python

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Iteratori in Python¶

Obiettivi della Lezione¶

Al termine di questa lezione, sarai in grado di:

Comprendere cosa sono gli iterator in Python e come funzionano.
Utilizzare l’iteratore predefinito in Python per scorrere collezioni di dati.
Creare i tuoi oggetti iterabili personalizzati definendo i metodi __iter__() e __next__().
Comprendere la differenza tra oggetti iterabili e iteratori.
Utilizzare gli iteratori nei contesti appropriati per scrivere codice più efficiente e pulito.

Introduzione¶

Gli iteratori sono una componente fondamentale di Python che permette di scorrere sequenze di dati in modo efficiente. Se hai mai usato un ciclo for per attraversare una lista o una stringa, hai già utilizzato gli iteratori senza saperlo. Questa lezione esplorerà in dettaglio cosa sono gli iteratori, come funzionano e come puoi creare i tuoi iteratori personalizzati.

Spiegazione Teorica¶

Cosa sono gli Iterabili e gli Iteratori?¶

Iterabile: Un oggetto è considerato iterabile se può restituire un oggetto iteratore. Questo significa che l’oggetto ha un metodo __iter__() che restituisce un iteratore.
Iteratore: Un iteratore è un oggetto che rappresenta un flusso di dati e restituisce un elemento alla volta quando viene chiamato il suo metodo __next__(). Gli iteratori mantengono il loro stato interno, permettendo di riprendere l’iterazione da dove era stata lasciata.

Il Protocollo degli Iteratori¶

Per rendere un oggetto un iteratore, deve implementare i seguenti metodi:

__iter__(): Questo metodo deve restituire l’oggetto iteratore stesso e viene chiamato al momento dell’inizializzazione dell’iteratore.
__next__(): Questo metodo restituisce il prossimo elemento della sequenza. Quando non ci sono più elementi da restituire, deve sollevare l’eccezione StopIteration.

Perché Usare gli Iteratori?¶

Efficienza della Memoria: Gli iteratori permettono di lavorare con sequenze di dati senza caricarli tutti in memoria.
Pipelining: Possono essere usati per creare pipeline di elaborazione dei dati, dove l’output di un iteratore diventa l’input di un altro.

Esempi Pratici di Codice¶

Utilizzo di un Iteratore Predefinito¶

In [4]:

# Creiamo una lista semplice
frutti = ["mela", "banana", "ciliegia"]

# Otteniamo un iteratore dalla lista
iteratore_frutti = iter(frutti)

# Usiamo il metodo __next__() per ottenere gli elementi
print(next(iteratore_frutti))  # Output: mela
print(next(iteratore_frutti))  # Output: banana
print(next(iteratore_frutti))  # Output: ciliegia

mela
banana
ciliegia

Se proviamo a chiamare next ancora, otteniamo un’eccezione StopIteration

In [7]:

print(next(iteratore_frutti)) 

---------------------------------------------------------------------------
StopIteration                             Traceback (most recent call last)
Cell In[7], line 1
----> 1 print(next(iteratore_frutti))

StopIteration:

Creazione di un Iteratore Personalizzato¶

Supponiamo di voler creare un iteratore che restituisce i numeri di una sequenza, iniziando da 1 e incrementando di 1 fino a un valore massimo specificato.

In [8]:

class Contatore:
    def __init__(self, massimo):
        self.massimo = massimo

    def __iter__(self):
        self.contatore = 1
        return self

    def __next__(self):
        if self.contatore <= self.massimo:
            risultato = self.contatore
            self.contatore += 1
            return risultato
        else:
            raise StopIteration

# Utilizzo dell'iteratore Contatore
conta_fino_a_5 = Contatore(5)
for numero in conta_fino_a_5:
    print(numero)

Iteratori Infinito¶

Puoi anche creare iteratori che generano una sequenza infinita.

In [ ]:

class NumeriPari:
    def __iter__(self):
        self.numero = 0
        return self

    def __next__(self):
        self.numero += 2
        return self.numero

# Attenzione: questo è un ciclo infinito!
# numeri_pari = NumeriPari()
# for num in numeri_pari:
#     print(num)

Esercizi Interattivi¶

Esercizio 1: Iteratore Personalizzato¶

Crea una classe ReverseString che prende una stringa e la restituisce al contrario, un carattere alla volta, ogni volta che viene chiamato next().

Suggerimento: inizia dall’ultimo indice della stringa e decrementalo ad ogni chiamata.