迭代协议、迭代器和可迭代对象详解

迭代协议、迭代器和可迭代对象

在Python中，迭代协议是一组规则，定义了对象如何参与迭代。迭代器（Iterator）和可迭代对象（Iterable）是迭代协议中的核心概念。

可迭代对象（Iterable）

可迭代对象是指实现了__iter__()方法的对象，该方法返回一个迭代器。常见的可迭代对象包括列表、元组、字符串、字典等。可以通过iter()函数获取一个可迭代对象的迭代器。

示例：

my_list = [1, 2, 3]
iter_obj = iter(my_list)  # 获取迭代器

迭代器（Iterator）

迭代器是实现了__iter__()和__next__()方法的对象。__iter__()方法返回迭代器自身，__next__()方法返回下一个值，如果没有更多元素则抛出StopIteration异常。

示例：

class MyIterator:
    def __init__(self, data):
        self.data = data
        self.index = 0

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self):
        if self.index >= len(self.data):
            raise StopIteration
        value = self.data[self.index]
        self.index += 1
        return value

my_iter = MyIterator([1, 2, 3])
print(next(my_iter))  # 输出1
print(next(my_iter))  # 输出2

迭代协议的工作原理

1. 可迭代对象必须实现__iter__()方法，返回一个迭代器。
2. 迭代器必须实现__iter__()和__next__()方法，__iter__()返回自身，__next__()返回下一个值。
3. 使用for循环时，Python会自动调用iter()获取迭代器，并重复调用next()直到StopIteration。

示例：

for item in my_list:
    print(item)

内置迭代工具

Python提供了多种内置工具支持迭代，如enumerate()、zip()、map()等。

示例：

names = ["Alice", "Bob", "Charlie"]
ages = [25, 30, 35]
for name, age in zip(names, ages):
    print(f"{name} is {age} years old")

自定义可迭代对象

可以通过实现__iter__()方法创建自定义可迭代对象。

示例：

class MyIterable:
    def __init__(self, data):
        self.data = data

    def __iter__(self):
        return MyIterator(self.data)

my_iterable = MyIterable([1, 2, 3])
for item in my_iterable:
    print(item)

生成器作为迭代器

生成器是一种特殊的迭代器，使用yield关键字简化迭代器的创建。

示例：

def my_generator(data):
    for item in data:
        yield item

gen = my_generator([1, 2, 3])
for item in gen:
    print(item)

注意事项

• 迭代器是一次性的，遍历完毕后无法再次使用。
• 可迭代对象可以多次迭代，每次调用iter()会返回一个新的迭代器。