1. 生成器与迭代器是什么？
在Python中，生成器（Generator）和迭代器（Iterator）是两个常常被提到的概念。那么，什么是生成器？什么是迭代器？
1.1 生成器
生成器是一个特殊的函数，它使用yield关键字返回数据。使用生成器的好处是，在返回数据的过程中，可以临时挂起函数的执行，直到下次请求返回数据时再继续执行。这样的好处是，可以减小内存的使用，并且让程序变得更加高效。下面是一个经典的生成器示例：
def fib(n):
a, b = 0, 1
while a < n:
yield a
a, b = b, a + b
for i in fib(100):
print(i)
上面的代码定义了一个名为fib的生成器，它用于生成斐波那契数列。使用for循环遍历生成器对象，就可以逐个访问生成器的每个元素。
1.2 迭代器
迭代器是一个可以遍历多次的对象，它实现了__iter__()和__next__()方法。__iter__()方法返回迭代器本身，而__next__()方法返回序列中的下一个元素。当所有元素都已经取出时，会抛出StopIteration异常。下面是一个经典的迭代器示例：
class Reverse:
def __init__(self, data):
self.data = data
self.index = len(data)
def __iter__(self):
return self
def __next__(self):
if self.index <= 0:
raise StopIteration
self.index = self.index - 1
return self.data[self.index]
rev = Reverse('spam')
for char in rev:
print(char)
上面的代码定义了一个名为Reverse的迭代器，它可以将一个字符串反转输出。使用for循环遍历迭代器对象，就可以按照定义的迭代规则逐个访问该对象的每个元素。
2. 生成器和迭代器的区别是什么？
尽管生成器和迭代器都可以用于遍历元素，但它们之间还是存在一些差别。
2.1 数据类型
生成器是一种特殊的函数，它通过yield关键字返回数据，因此实际上是一个对象。
迭代器是一种对象，它需要实现__iter__()和__next__()方法。
2.2 内存占用
使用生成器的好处是，在返回数据的过程中，可以临时挂起函数的执行，直到下次请求返回数据时再继续执行。这样的好处是，可以减小内存的使用，并且让程序变得更加高效。而迭代器则需要将整个序列存储在内存中，因此内存占用相对较高。
2.3 遍历次数
使用生成器时，可以通过调用yield挂起函数的执行，暂时释放CPU资源。而迭代器则需要将整个序列存储在内存中，因此遍历次数有限。
3. 生成器与迭代器的应用场景
生成器和迭代器在Python中被广泛应用，下面分别介绍一些经典场景。
3.1 生成器的应用场景
在Python中，递归算法容易因为调用次数过多而发生栈溢出。我们可以使用生成器来改写递归算法。下面是一个例子：
def flatten(sequence):
for item in sequence:
if isinstance(item, (list, tuple)):
yield from flatten(item)
else:
yield item
items = [1, 2, [3, 4, [5, 6], 7], 8]
for item in flatten(items):
print(item)
上面的代码定义了一个名为flatten的生成器，它用于将一个多层嵌套的列表展开成一维列表。当遇到嵌套的列表时，它会递归调用自身。使用yield关键字返回数据时，会暂时挂起函数的执行。这个方式简单有效，不需要手动维护一个栈，也不会发生栈溢出。
3.2 迭代器的应用场景
在处理大型数据源时，使用迭代器可以减少内存的使用。下面是一个例子：
import csv
filename = 'file.csv'
with open(filename) as f:
reader = csv.reader(f)
headers = next(reader)
for row in reader:
print(row)
上面的代码使用Python内置的csv库读取一个CSV文件。由于CSV文件通常会比较大，使用一次性读入内存的方式不太可行。我们可以使用迭代器，一条一条地读取CSV文件中的数据。
4. 总结
生成器和迭代器是Python中两个常常被提到的概念。生成器是一种特殊的函数，通过yield关键字返回数据，实际上是一个对象。迭代器是一种对象，需要实现__iter__()和__next__()方法。使用生成器的好处是可以减小内存的使用，并且让程序变得更加高效。使用迭代器的好处是可以处理大型数据源，并且避免栈溢出等问题。
在实际开发中，我们可以根据具体需求选择生成器或迭代器。这两种方式都可以帮助我们更好地管理数据，提高程序的效率。