python tips:迭代器与可迭代对象

for循环

for i in s:
    print(i)

在上述for循环中，不断地将s中的值赋值给i，然后打印出来。这种只针对s中元素的循环称为对s的迭代，能够迭代的s称为可迭代的。

python为了实现for循环，需要迭代的对象实现迭代协议或序列协议，以获取一个迭代器。下面只讨论迭代协议，即实现一个预定义的方法：

__iter__(self):返回一个迭代器

for在对对象进行迭代时，会调用对象的__iter__方法构造一个迭代器，然后对该迭代器进行迭代，迭代过程就是不断调用迭代器的方法获取元素：

__next__(self):返回下一个元素，迭代完成抛出stopIteration异常

定义上，实现了上述两个方法的对象称作迭代器。

从理论上讲__iter__方法只要返回一个包含__next__方法的对象就行了，不一定要是迭代器。

这里需要区分迭代器和可迭代对象，迭代器是实现了__iter__和__next__方法的对象，它一定是可迭代对象。而可迭代对象不一定是迭代器，实现了__iter__方法就是可迭代对象。

列表、元组、字符串、字典等对象只实现了__iter__方法，所以它们是可迭代对象，而不是迭代器。

列表不是迭代器

class A:
    def __iter__(self):
        return [1, 2, 3, 4, 5]

class B:
    def __iter__(self):
        return [1, 2, 3, 4, 5].__iter__()

try:
    for a in A():
        print(a)
except Exception as e:
    print(e)

for b in B(): 
    print(b)

输出结果

iter() returned non-iterator of type 'list'
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__iter__方法一定要返回迭代器，而列表虽然是可迭代对象，但不是迭代器，所以会抛出异常。显式调用列表的__iter__方法返回一个迭代器即可正常运行。

__iter__返回的对象实现了__next__就可以正常迭代

class A:
    def __iter__(self):
        return B()

class B:
    def __init__(self):
        self.i = 0
        self.n = 5
    def __next__(self):
        if self.i < self.n:
            self.i += 1
            return self.i
        raise StopIteration

for i in A():
    print(i)

输出结果

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for循环对A的实例进行迭代，__iter__返回了B的实例，它没有__iter__方法，所以不是迭代器，但是可以正常迭代。

使用序列协议的for循环

class A:
    def __init__(self):
        self.array = [1, 2, 3, 4, 5]

    def __getitem__(self, i):
        return self.array[i]

for i in A():
    print(i)

输出结果

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上述代码实现序号从0开始的__getitem__方法，即实现了序列协议，于是for循环能够从实现序列协议的对象中构造一个迭代器用于迭代。

for循环获取迭代器的本质是通过内建函数iter，它能够将实现了迭代器协议（主要是__iter__方法）或者序列协议（__getitem__，序号从0开始）的对象转换成生成器。在两种协议都存在的情况下，以迭代器协议为准。

总结：

1. 迭代器是实现了__iter__和__next__方法的对象，可迭代对象实现了__iter__或者实现了序列协议，可在for中进行迭代。列表等对象不是迭代器

2. for循环利用iter函数获取迭代器，之后对迭代器进行迭代