简述Python迭代器

迭代器协议

对象必须提供一个next方法，执行方法要么返回迭代器的下一项，要么就引起一个StopIteration异常，以终止迭代。

协议是一种约定，可迭代对象实现了迭代器协议，Python的内部工具（如for循环，sum、min、max函数等）使用迭代器协议访问对象。

可迭代对象

实现了迭代器协议的对象叫可迭代对象，满足以下条件的对象可以成为可迭代对象：

1. 对象实现了__iter__方法
2. __iter__方法返回一个迭代器对象

我们经常用for循环去遍历一个容器，其实就是for语句内部先调用了对象的__iter__方法，获取一个迭代器对象，接着不停的调用迭代器对象的__next__方法，循环遍历取值。

迭代器对象（迭代器）

迭代器协议包括这些条件：

1. 对象实现__next__方法
2. __next__方法返回某个数值
3. __next__方法取完所有值的时候，抛出StopIteration的异常信息

在python中，任意对象，只要定义了__next__方法，它就是一个迭代器。
因此，Python中的列表、元组、字符串都可以称作迭代器。

迭代过程

迭代的定义：迭代就是从迭代器中取元素的过程。

比如从一个列表中用for循环遍历元素的过程就叫做迭代。

data_list = ['a', 'b', 'c']
for data in data_list:
    print(data)

除了用for循环遍历，我们还可以用以下方式来进行迭代：

1. 先调用容器的iter()函数
2. 再使用next()内置函数来调用对象的__next__()方法
3. 迭代完所有元素后，next()抛出StopIteration异常信息

data_list = ['a', 'b', 'c']
i = iter(data_list)
print(next(i))
print(next(i))
print(next(i))
print(next(i))

结果如下

a
b
c
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
    print(next(i))
StopIteration

手写一个迭代器

我们来尝试手写一个迭代器，来生成偶数序列。
按照迭代器协议，我们实现上述的两个方法

class Even:
    def __init__(self, start=0, end=4):
        self.start = start
        self.end = end

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self):
        if self.start > self.end:
            raise StopIteration
        result = self.start
        self.start += 2
        return result

首先我们实例化一个Even类得到一个对象even

even = Even()
print(even)

打印如下
<__main__.Even object at 0x000002C2CFD2F588>

使用iter()方法会调用even中的__iter__()方法，得到它本身

even = Even()
i = iter(even)
print(i)

打印如下
<__main__.Even object at 0x000002331B7AF588>

使用next()方法会调用对应的__next__()方法，得到下一个元素

print(next(even))  # 0
print(next(even))  # 2
print(next(even))  # 4
print(next(even))  # 抛出StopIteration异常信息

可以看出，我们成功写出了一个迭代器even

既然even是一个迭代器，我们尝试用for来遍历它

for e in even:
    print(e)

结果如下：

0
2
4

遍历完所有值后，并没有看到抛出StopIteration，那是因为for语句内部通过捕捉这个异常来确定循环是否结束。