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今天給大家介紹的設(shè)計模式非常簡單，叫做iterator，也就是 迭代器模式 。迭代器是Python語言當中一個非常重要的內(nèi)容，借助迭代器我們可以很方便地實現(xiàn)很多復雜的功能。在深度學習當中，數(shù)據(jù)的獲取往往也是通過迭代器實現(xiàn)的。因此這部分的內(nèi)容非常重要，推薦大家一定要掌握。

簡單案例

在開始介紹設(shè)計模式之前，我們先來看一個簡單的需求。假設(shè)現(xiàn)在我們需要根據(jù)傳入的變量獲取每周的前幾天，比如說我們傳入3返回的就是[Mon, Tue, Wed]，我們傳入5返回[Mon, Tue, Wed, Thu, Fri]。這個需求大家應該都能理解，非常非常簡單。

如果用一個函數(shù)來實現(xiàn)的話，就是這樣：

def return_days(n): 
    week = ['Mon', 'Tue', 'Wed', 'Thu', 'Fri', 'Sat', 'Sun'] 
    return week[:n] 

你看三行代碼就實現(xiàn)了，在這個問題場景當中這樣寫當然是沒有問題。但假如我們把題目稍微變一變，這里的week不是一個固定的數(shù)據(jù)，而是從上游或者是某個文件當中讀取的。這里的n也是一個很大的數(shù)，我們把這個函數(shù)改寫成這樣：

def get_data(n): 
    data = [] 
    for i in range(n): 
        data.append(get_from_upstream()) 
    return data 

我們假設(shè)get_from_upstream這個函數(shù)當中實現(xiàn)了獲取數(shù)據(jù)的具體邏輯，那么上面這一段函數(shù)有一個什么問題？

有些同學會說這沒有問題啊，因為像是其他語言實現(xiàn)數(shù)據(jù)獲取的時候也都是這么干的。的確，像是Java等語言可能都是這么干的。但是其他語言這么干沒錯，不代表Python這么干也沒錯。因為我們 沒有把Python的能力發(fā)揮到最大 。

這里有兩個問題，第一個問題是 延遲 ，因為前面說了，n是一個很大的數(shù)。我們從上游獲取數(shù)據(jù)，無論是通過網(wǎng)絡還是文件讀取，本質(zhì)上都是IO操作，IO操作的延遲是非常大的。那么我們把這n條數(shù)據(jù)全部搜集完可能需要很長的時間，導致下游的漫長等待。第二個問題就是內(nèi)存，因為我們存儲了這n條數(shù)據(jù)一起返回的，如果n很大，對于內(nèi)存的開銷壓力也很大，如果機器內(nèi)存不夠很有可能導致崩潰。

那怎么解決呢？

其實解決的方法很簡單，如果對迭代器熟悉的話，會發(fā)現(xiàn)迭代器針對的恰恰是這兩個問題。我們把上面的邏輯改寫成迭代器實現(xiàn)即可，這也就是iterator模式。

iterator模式

iterator模式嚴格說起來其實只是迭代器的一種應用，它非常巧妙地 將迭代器與匿名函數(shù)結(jié)合在一起 ，里面也沒有太多的門道可以說，我們把剛才的代碼改寫一下，細節(jié)都在代碼當中。

def get_data(n): 
    for i in range(n): 
  yield get_from_upstream() 
 
 
data_10 = lambda: get_data(10) 
data_100 = lambda: get_data(100) 
 
# use 
for d in data_10: 
    print(d) 

很簡單吧，但可能你要問了，我們既然寫出了get_data這個迭代器，那么我們使用的時候直接for d in get_data(10)這樣用不就好了，為什么中間要用匿名函數(shù)包一層呢？

道理也很簡單，如果這個數(shù)據(jù)是我們自己使用，當然是沒必要中間包一層的。但如果我們是傳給下游使用的話，對于下游來說它肯定是不希望考慮上游太多的細節(jié)的，越簡單越好。所以我們直接丟一個包裝好的迭代器過去，下游直接call即可。否則的話，下游還需要感知get_data這個函數(shù)傳入的參數(shù)，顯然是不夠合理的。