概述

最近在梳理 iterator ，不得不说， 即使自己写了很多年的代码，我仍然没有在实际应用中看到自定义的迭代器。即使读了很多书，但是这些书中的示例大多是滥竽充数，不具备实际应用意义。所以顺着网线爬上 V 站请教各位。

可迭代对象 & 迭代器定义

可迭代对象

如果一个对象定义了 __iter__() 方法或定义了 __getitem__() 方法，那么这样的对象称为可迭代对象(iterable)。

迭代器

如果一个对象定义了 __iter__() 方法和 __next__() 方法，那么这样的对象称为迭代器(iterator)。

注：

1.后续的讨论都是基于以上两个定义。

2.因迭代器常和可迭代对象结合使用，故引如可迭代对象这一概念，但迭代器的概念先于生成器(generator)，在后续的讨论中请勿涉及生成器。

一些示例

示例 1

python 3 的 range() 是一个可迭代对象，其实现使用了迭代器。使用迭代器后不是直接生成列表，节省了内存，体现了迭代器的应用意义。

示例 2

《 Learn Python Programming(4th)》 第 246 页：

class OddEven:
    def __init__(self, data):
        self._data = data
        self.indexes = list(range(0, len(data), 2)) + list(range(1, len(data), 2))

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self):
        if self.indexes:
            return self._data[self.indexes.pop(0)]
        raise StopIteration


# Testing the OddEven class
oddeven = OddEven("0123456789")
print("".join(c for c in oddeven))  # 0246813579

oddeven = OddEven("ABCD")  # or manually...
it = iter(oddeven)  # this calls oddeven.__iter__ internally
print(next(it))  # A
print(next(it))  # C
print(next(it))  # B
print(next(it))  # D

该示例虽然创建了一个迭代器，但就功能而言其实就是“将奇数位置的字符放在前半段，将偶数位置的字符放在后半段”，完全没有必要使用迭代器。关于迭代器的实力，本人看到的大多是这样的——毫无实际应用意义，令人深恶痛绝！

问题

问题 1

PEP 234 中写到 iterator 的 virtues 有:

1. It provides an extensible iterator interface.
2. It allows performance enhancements to list iteration.
3. It allows big performance enhancements to dictionary iteration.
4. It allows one to provide an interface for just iteration without pretending to provide random access to elements.
5. It is backward-compatible with all existing user-defined classes and extension objects that emulate sequences and mappings, even mappings that only implement a subset of {__getitem__, keys, values, items}.
6. It makes code iterating over non-sequence collections more concise and readable.

中译版：

如果包含该提案的所有部分，则会以一致且灵活的方式解决许多问题。其主要优点包括以下四点——不，五点——不，六点

1. 它提供了一个可扩展的迭代器接口。
2. 它允许对列表迭代进行性能优化。
3. 它允许对字典迭代进行大幅度性能提升。
4. 它允许为仅迭代提供接口，而无需假装提供对元素的随机访问。
5. 它与所有现有的用户定义类和模拟序列和映射的扩展对象向后兼容，即使是仅实现了 {__getitem__, keys, values, items} 子集的映射。
6. 它使遍历非序列集合的代码更加简洁易读。

上面所列出的优点较抽象，各位能否提供一些具体的例子？

问题 2

各位在实际应用中是否自己实现过迭代器？如果有麻烦提供一些例子。

参考资料

[1] Python Document Glossary ，iterator： https://docs.python.org/3/glossary.html#term-iterator

[2] PEP 234 – Iterators： https://peps.python.org/pep-0234

[3] PEP 234 – 迭代器: https://peps.pythonlang.cn/pep-0234/