[Python] 이터레이터(iterator), 제너레이터(generator)

이터레이터 (iterator)

next 메소드를 통해 다음 값을 반환하는 객체

 

리스트, 튜플, string 등 for문을 사용해 하나씩 꺼내올 수 있다.

이러한 객체들을 iterable 객체라고 한다.

 

iterable 객체를 확인하는 방법은 아래와 같다.

li = ['가', '나', '다', '라', '마']

# __iter__가 있으므로 반복 가능하다
print(dir(li))
# 또는 hasttr 사용
print(hasattr(li, '__iter__'))

from collections import abc

# abc : abstract base class
# iterable 클래스를 상속 받았는지 확인
print(isinstance(li, abc.Iterable))

iterable 객체는 __iter__메서드를 갖고 있다.

 

itarable 객체는 iterator인지 확인해보자.

li = [1, 2, 3]

for i in li:
    temp = i

next(li)

리스트를 for문을 사용해 값을 한 개씩 꺼내올 순 있지만,

next 메소드를 사용하니 아래와 같은 오류가 발생한다.

리스트는 iterator가 아니다!

 

반복 가능한 객체인데 iterator로 만들 수 없을까?

답은 iter 함수를 사용하면 된다.

iter함수는 iterable 객체를 받아 iterator로 만들어 준다.

 

사용해보자.

li = [1, 2, 3]
li_iterator = iter(li)

print(type(li))
print(type(li_iterator))
print(next(li_iterator))
print(next(li_iterator))
print(next(li_iterator))
print(next(li_iterator))

iter 함수로 리스트를 list_iterator 타입으로 변환했다.

dir로 이터레이터의 속성을 보면 __iter__와 __next__가 있다

print(dir(li_iterator))

따라서 위에서 언급한 iterator는 next 메소드를 사용해 다음 값을 반환할 수 있음을 확인할 수 있다.

모든 값을 반환한 후 next 메소드를 호출하니 StopIteration 예외가 발생한다.

 

iterator 또한 for문으로 반복가능하다.

for i in li_iterator:
    print(i)

StopIteration 예외없이 출력된다!

iterable 객체의 실행순서는 다음과 같다.

iterable 객체   >   __iter__()   >   iterator   >   __next__()

실제 for문도 iterable 객체가 iter()를 호출해서 iterable을 받아 next()를 호출하면서 실행된다.

(위에 for문에서는 iterable 객체가 아닌 iterator를 넘겨줬지만 이 또한 iter()를 호출하고 스스로를 반환한다.)

 

iter()는 __iter__ 메서드를 호출하고

next()는 __next__메서드를 호출한다.

 

__iter__메서드와 __next__메서드를 사용해 for문의 실행순서를 확인해보자. (iterator 구현)

class IterText:
    def __init__(self, sentence):
        self.sentence = sentence
        self.idx = 0

    def __iter__(self):
        print('---iter() 동작---')
        return self

    def __next__(self):
        if self.idx >= len(self.sentence):
            raise StopIteration
        print('---next() 동작---')
        word = self.sentence[self.idx]
        self.idx += 1
        return word


it = IterText(['plz', 'study', 'continuously'])
for i in it:
    print(i)

IterText 클래스에 리스트를 넘겨주면 __init__함수를 통해 sentence와 idx의 인스턴스 변수만 선언된다.

 

 

이후 for문을 실행시키면 it객체(iterable)가 __iter__함수를 실행한 후 __next__함수를 실행해 word를 하나씩 반환한다.

__iter__함수 없이 실행시키면 아래와 같은 오류가 발생한다.

 

 

위 코드에서 for문의 실행순서를 확인함과 동시에 클래스를 iterable하게 사용할 수 있다는 사실도 알 수 있다.

__iter__메서드와 __next__메서드만 구현하면 된다.

 

 

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제너레이터(generator)

iterator를 생성해 주는 함수

 

위와 같이 간단한 예제는 메모리를 생각하지 않아도 된다.

하지만 데이터가 많은 리스트를 사용한다면, 메모리 부족이 생기기 쉽다.

제너레이터를 이용하면 모든 결과값을 한번에 메모리에 적재하지 않고 사용할 수 있다.

 

제너레이터 특징

• yield 키워드를 포함
• 한 번의 호출, 하나의 값을 반환 
• 현재 상태 저장 후 정지

위 함수를 제너레이터로 구현해보자.

__iter__와 __next__ 메소드 없이 yield 키워드만 포함된 제너레이터 함수 작성만으로 가능하다.

class GeneratorText:
    def __init__(self, sentence):
        self.sentence = sentence

    def gen(self):
        print('---next() 동작---')
        for word in self.sentence:
            yield word


gt = GeneratorText(['plz', 'study', 'continuously'])
#제너레이터 객체 생성
gen_gt = gt.gen()
print(type(gen_gt))

#제너레이터 호출
word1 = next(gen_gt)
word2 = next(gen_gt)
word3 = next(gen_gt)

print(word1, word2, word3)

gen()은 yield 키워드를 포함하고 있으므로 제너레이터다.

 

print(dir(gen_gt))

제너레이터는 이터레이터를 생성해주는 함수라고 위에서 정의했다.

dir로 확인해보면 이터레이터가 갖고있는 __iter__와 __next__메소드를 갖고 있음을 확인할 수 있다.

 

제너레이터는 제너레이터 객체를 생성한 후 next(제너레이터 객체)를 통해 호출할 수 있다.

 

gt.gen()의 타입을 출력해보면  generator가 출력된다.

이를 사용하기 위해서는 next()를 사용하면 된다.

 

'---next() 동작---' 이 한 번만 출력된 것을 확인할 수 있다.

이는 처음 next(gen_gt)를 호출했을 때 출력되고 for문이 실행되면서 yield 키워드를 만나 word를 반환한 후 멈춰있기 때문이다.

다음 next()를 호출하면 for문이 다시 한 번 돌면서 word를 반환한 후 또 다시 멈춰있게 된다.

세 번째 next()를 호출하면 for문이 종료된다.

 

next()를 한 번 더 호출해보자.

word4 = next(gen_gt)

next 메소드를 호출하니 StopIteration 예외가 발생한다.