python中的for循环到底做了些啥

for循环的本质

我们常常会写如下的代码

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

for i in range(10):
    print(i)

for i, item in enumerate(a):
    print(i, item)

第一部分代码例子很好理解，循环遍历列表 a 里面的元素。 python 的 for … in … 语义非常清晰。
第二部分代码例子和第一部分比较起来，似乎 range(10) 和列表等价。
第三部分代码例子和第一部分比较起来, enumerate(a) 每次迭代会返回两个元素，第一个 i 代表序号。
究竟是不是这样呢。 python 这几个关键字是怎么让其在迭代用法这么灵活呢（想想java 等其他语言吧）。
有部分读者可能有了解过。迭代器协议
迭代器协议：

• 实现 __iter__ 方法, 该方法返回迭代器对象。
• 实现 __next__ 方法，该方法返回迭代的值，抛出 StopIteration 表示停止迭代。

可能还是云里雾里的，没关系，我们直接看一个例子。

class A:
    def __init__(self, end):
        self.i = -1
        self.end = end

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self):
        self.i += 1
        if self.i < self.end:
            return self.i
        else:
            raise StopIteration()

for i in A(10):
    print(i)

这个时候 我们可以发现 A(10) 的效果和 range(10) 一毛一样! 打印从 0 - 9 。
那么 range 函数是不是这样做的呢。 我们来看看。 在看之前我们需要了解一个知识点。

• 工具 dir 函数。 内置 dir 函数能获取对象的属性和方法描述。

print(dir(range(10)))

# 输出结果
['__bool__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__reversed__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'count', 'index', 'start', 'step', 'stop']

我们可以看到， range(10) 确实有一个 __iter__ 方法,但是它并没有__next__ 方法。这是怎么回事呢。

print(dir(range(10).__iter__()))

# 输出结果
['__class__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__length_hint__', '__lt__', '__ne__', '__new__', '__next__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__setstate__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__']

奥，原来__next__方法在这。 range(10) 的实现将迭代数据和对象本身进行了分离。 这样你对上文的描述是不是理解的更深了一些。 这也就是__iter__方法的用处。很多书本可能没提到这点。 甚至直接搞混淆的，说返回其本身。__iter__ 返回含有__next__方法的对象。而不想分离的时候就返回对象本身。这种设计是不是更灵活了呢。

• 动手题
  1.自己试试探索一下文章开头的其余两个代码例子吧。