Sử dụng hiệu quả hàm iter() trong Python

Trong Python, hàm iter() là một công cụ mạnh mẽ để làm việc với các đối tượng có thể lặp qua (iterable). Hàm này cho phép bạn nhận được một iterator từ một đối tượng có thể lặp qua, từ đó bạn có thể duyệt qua các phần tử của đối tượng đó một cách thuận tiện và hiệu quả. Hãy cùng tìm hiểu chi tiết về cách sử dụng iter() và những điều bạn có thể làm với nó.

Giới thiệu về hàm iter() trong Python

Hàm iter() trả về một iterator của một đối tượng được cho:

iter(object)

Hàm iter() yêu cầu một đối số có thể là một iterable hoặc một chuỗi. Nói chung, đối tượng (object) có thể là bất kỳ đối tượng nào hỗ trợ giao thức iterable hoặc sequence.

Khi bạn gọi hàm iter() trên một đối tượng, hàm này sẽ kiểm tra xem đối tượng đó có phương thức __iter__() hay không.

Bài viết này được đăng tại [free tuts .net]

Nếu phương thức __iter__() tồn tại, hàm iter() sẽ gọi nó để lấy một iterator. Nếu không, hàm iter() sẽ tìm kiếm phương thức __getitem__().

Nếu __getitem__() có sẵn, hàm iter() sẽ tạo ra một đối tượng iterator và trả về nó. Nếu không, nó sẽ ném ra ngoại lệ TypeError.

Sơ đồ sau minh họa cách hàm iter() hoạt động:

Ví dụ về hàm iter() trong Python

Ví dụ sau đây định nghĩa một lớp Counter đơn giản và sử dụng hàm iter() để lấy một iterator của đối tượng counter:

class Counter:
    def __init__(self):
        self.__current = 0

counter = Counter()
iterator = iter(counter)

Nó sẽ ném ra ngoại lệ TypeError vì đối tượng counter không phải là một iterable:

TypeError: 'Counter' object is not iterable

Đoạn mã sau thêm phương thức __getitem__() vào lớp Counter:

class Counter:
    def __init__(self):
        self.current = 0

    def __getitem__(self, index):
        if isinstance(index, int):
            self.current += 1
            return self.current

Vì lớp Counter triển khai phương thức __getitem__() trả về một phần tử dựa trên chỉ số, nó trở thành một chuỗi.

Bây giờ, bạn có thể sử dụng hàm iter() để lấy iterator của counter:

counter = Counter()
iterator = iter(counter)
print(type(iterator))

Kết quả:

<class 'iterator'>

Trong trường hợp này, Python tạo ra một đối tượng iterator và trả về nó. Do đó, bạn có thể sử dụng đối tượng iterator để lặp qua counter:

for _ in range(1, 4):
    print(next(iterator))

Đoạn mã sau thêm lớp CounterIterator vào lớp Counter và triển khai giao thức iterable:

class Counter:
    def __init__(self):
        self.current = 0

    def __getitem__(self, index):
        if isinstance(index, int):
            self.current += 1
            return self.current

    def __iter__(self):
        return self.CounterIterator(self)

    class CounterIterator:
        def __init__(self, counter):
            self.__counter = counter

        def __iter__(self):
            return self

        def __next__(self):
            self.__counter.current += 1
            return self.__counter.current

Cách hoạt động:

• Lớp Counter triển khai phương thức __iter__() trả về một iterator, chính là một instance mới của lớp CounterIterator.
• Lớp CounterIterator hỗ trợ giao thức iterator bằng cách triển khai các phương thức __iter__() và __next__().

Khi cả hai phương thức __iter__() và __getitem__() đều tồn tại, hàm iter() luôn sử dụng phương thức __iter__():

counter = Counter()
iterator = iter(counter)
print(type(iterator))

Kết quả:

<class '__main__.Counter.CounterIterator'>

Dạng thứ hai của hàm iter() trong Python

Dạng thứ hai của hàm iter() là:

iter(callable, sentinel)

Hàm iter(callable, sentinel) sẽ gọi một callable khi phương thức next() được gọi.

Nó sẽ trả về giá trị được trả về bởi callable hoặc ném ra ngoại lệ StopIteration nếu kết quả bằng với giá trị sentinel.

Ví dụ sau đây định nghĩa một hàm trả về một closure:

def counter():
    count = 0

    def increase():
        nonlocal count
        count += 1
        return count

    return increase

Hàm counter() trả về một closure. Closure này trả về một số nguyên mới bắt đầu từ một khi nó được gọi.

Sử dụng hàm counter() để hiển thị các số từ 1 đến 3:

cnt = counter()

while True:
    current = cnt()
    print(current)
    if current == 3:
        break

Kết quả:

1
2
3

Để làm cho nó tổng quát hơn, bạn có thể sử dụng một iterator thay vì.

Định nghĩa một iterator mới:

class CounterIterator:
    def __init__(self, fn, sentinel):
        self.fn = fn
        self.sentinel = sentinel

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self):
        current = self.fn()
        if current == self.sentinel:
            raise StopIteration

        return current

Constructor của CounterIterator chấp nhận một callable fn và một sentinel.

Phương thức __next__() trả về giá trị được trả về bởi callable (fn) hoặc ném ra ngoại lệ StopIteration nếu giá trị trả về bằng với sentinel.

Sử dụng CounterIterator:

cnt = counter()
iterator = CounterIterator(cnt, 4)
for count in iterator:
    print(count)

Kết quả:

1
2
3

Thay vì định nghĩa một iterator mới mỗi lần bạn muốn lặp qua các giá trị được trả về bởi callable, bạn có thể sử dụng hàm iter(callable, sentinel):

cnt = counter()
iterator = iter(cnt, 4)

for count in iterator:
    print(count)

Kết quả:

1
2
3

Sử dụng hàm iter() để kiểm tra một đối tượng có phải là iterable không

Để xác định xem một đối tượng có phải là iterable hay không, bạn có thể kiểm tra xem nó có triển khai phương thức __iter__() hoặc __getitem__() hay không.

Tuy nhiên, bạn có thể sử dụng hàm iter() để kiểm tra một đối tượng có phải là iterable hay không:

def is_iterable(object):
    try:
        iter(object)
    except TypeError:
        return False
    else:
        return True

Nếu đối tượng không triển khai cả phương thức __iter__() và __getitem__(), hàm iter() sẽ ném ra ngoại lệ TypeError.

Ví dụ sử dụng hàm is_iterable():

print(is_iterable([1, 2, 3]))
print(is_iterable('Python iter'))
print(is_iterable(100))

Kết quả:

True
True
False

Kết bài

Như vậy, hàm iter() là một công cụ quan trọng trong Python giúp bạn thao tác dễ dàng với các tập hợp dữ liệu như list, tuple, dictionary và nhiều loại đối tượng có thể lặp qua khác. Bằng cách sử dụng iter(), bạn có thể chắc chắn rằng việc duyệt qua các phần tử của một đối tượng sẽ được thực hiện một cách hiệu quả và tiết kiệm tài nguyên. Điều này giúp tăng tính linh hoạt và khả năng tái sử dụng của mã của bạn trong Python.

Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào về cách sử dụng iter() hoặc các thao tác liên quan đến lập trình trong Python, đừng ngần ngại để lại câu hỏi cho tôi biết!