Python中的迭代器

迭代器：iterator
可迭代对象：iterable

在本文中，我们将学习迭代器是如何工作的，以及如何使用 __iter__() 和 __next__() 方法构建自己的迭代器。

迭代器（Iterator）是可以迭代的对象，在 Python 中无处不在。它们在 for 循环、推导式、生成器等中得到了优雅的实现，但却隐藏在显而易见的地方。

Python 中的迭代器只是一个可以迭代的对象。一个每次仅仅返回一个元素的对象（有点像挤牙膏）。从技术上讲，Python 迭代器对象必须实现两个魔法方法：__iter__() 和 __next__()方法，统称为迭代器协议（iterator protocol）。

如果我们可以从一个对象中得到一个迭代器，那么这个对象就被称为可迭代对象（iterable）。Python 中的大多数内置数据结构（容器）都是可迭代对象，比如 list列表、 tuple元组、 str字符串等等。iter ()函数(反过来调用__iter__()方法)从它们中返回一个迭代器。

我们使用 next() 函数手动遍历迭代器的所有元素。当我们到达结尾时，如果没有更多的数据要返回，它将引发 StopIteration异常。

示例：

# 定义一个列表
my_list = [4, 7, 0, 3]

# 使用iter()返回一个迭代器对象
my_iter = iter(my_list)

# 使用next()方法依次遍历
print(next(my_iter))  # 将打印 4
print(next(my_iter))  # 将打印 7

# next(obj) 和 obj.__next__()效果一样
print(my_iter.__next__())  # 将打印 0
print(my_iter.__next__())  # 将打印 3

next(my_iter)  # 将会引起 StopIteration 异常

输出结果：

4
7
0
3
Traceback (most recent call last):
  File "<string>", line 24, in <module>
    next(my_iter)
StopIteration

一种更优雅的自动迭代方式是使用 for 循环。这样一来，我们可以遍历任何可以返回迭代器的对象，例如列表、字符串、文件等等。

示例：

# 定义一个列表
my_list = [4, 7, 0, 3]

# 使用for循环遍历
for i in my_list:
    print(i)

正如我们在上面的例子中看到的，for循环能够自动遍历列表。实际上，for 循环可以遍历任何可迭代的对象。让我们仔细看看 for 循环是如何在 Python 中实现的。

# 从可迭代对象中创建一个迭代器对象
iter_obj = iter(iterable)

# 开启无限循环
while True:
    try:
        # 遍历元素
        element = next(iter_obj)
        # 对元素进行一些操作
        pass
    except StopIteration:
        # 如果引起StopIteration则终止循环
        break

由此可见，for 循环在内部通过对可迭代对象（iterable）调用 iter()方法，来创建出一个迭代器（iterator）对象 iter_obj。

笑不活的是，这个 for循环实际上竟是一个无限 while循环......意不意外，惊不惊喜