迭代器、可迭代和迭代到底是什么？

Question

Python中"iterable“、"iterator”和"iteration“的最基本定义是什么？

我读过很多种定义，但我不能确定它的确切含义，因为它仍然不能被理解。

有没有人能帮我用外行术语解释一下这3个定义？

Answer 1

Iteration是一个通用术语，用于一个接一个地获取某物的每一项。任何时候你使用一个循环，显式的或隐式的，遍历一组项目，那就是迭代。

在Python语言中，迭代器和迭代器有特定的含义。

可迭代是具有__iter__方法的对象，该方法返回迭代器，或者定义__getitem__方法，该方法可以采用从零开始的连续索引(并在索引不再有效时引发IndexError )。因此，可迭代是一个可以从中获取迭代器的对象。

迭代器是具有next (Python2)或__next__ (Python3)方法的对象。

无论何时在Python语言中使用for循环、map或列表理解等，都会自动调用next方法以从迭代器中获取每一项，从而经历迭代的过程。

从iterators section of the tutorial和iterator types section of the standard types page开始学习是个不错的选择。在理解了基础知识之后，尝试使用iterators section of the Functional Programming HOWTO。

Answer 2

以下是我在教授Python类时使用的解释：

一种可能性是：

• 任何可以循环的内容(即，您可以循环字符串或文件)或
• 任何可以出现在for循环右侧的内容：for x in iterable: ...或
• 任何可以用iter()调用并返回ITERATOR的对象：iter(obj)或
• 定义返回新ITERATOR的__iter__的对象，或者它可能具有适合索引查找的__getitem__方法。

ITERATOR是一个对象：

具有记住其在迭代期间所处位置的状态的

• ，具有通过引发StopIteration

而完成时将指向下一个iteration

• updates的状态的
• 返回状态中的下一个值的

​

• ，也就是self-iterable (表示它有一个返回self).

的__iter__方法

备注：

• Python3中的__next__方法在Python2中拼写为next，
• 内置函数next()在传递给它的对象上调用该方法。

例如：

>>> s = 'cat'      # s is an ITERABLE
                   # s is a str object that is immutable
                   # s has no state
                   # s has a __getitem__() method 

>>> t = iter(s)    # t is an ITERATOR
                   # t has state (it starts by pointing at the "c"
                   # t has a next() method and an __iter__() method

>>> next(t)        # the next() function returns the next value and advances the state
'c'
>>> next(t)        # the next() function returns the next value and advances
'a'
>>> next(t)        # the next() function returns the next value and advances
't'
>>> next(t)        # next() raises StopIteration to signal that iteration is complete
Traceback (most recent call last):
...
StopIteration

>>> iter(t) is t   # the iterator is self-iterable

Answer 3

上面的答案很棒，但就我所见的大多数情况而言，对于像我这样的人来说，不要强调它们的区别。

此外，人们倾向于通过在前面添加"X是一个具有__foo__()方法的对象“之类的定义来变得”过于Pythonic“。这样的定义是正确的--它们基于鸭子类型的哲学，但在试图理解概念的简单性时，对方法的关注往往会介于两者之间。

所以我添加了我的版本。

在自然语言中

• iteration是一次获取一行元素中的一个元素的过程。

在Python中，

• iterable是一个可迭代的对象，简单地说，这意味着它可以在迭代中使用，例如与for循环一起使用。多么?通过使用迭代器。我会在下面解释。
• ..。而迭代器是一个定义如何实际进行迭代的对象--特别是定义下一个元素是什么。这就是为什么它必须有next()方法。

迭代器本身也是可迭代的，区别在于它们的__iter__()方法返回相同的对象(self)，而不管它的项是否已被先前对next()的调用所使用。

那么，当Python解释器看到for x in obj:语句时会怎么想呢？

看，一个for循环。看起来像是迭代器的工作...我们去买一个吧。..。有个叫obj的，我们去问问他吧。

“obj先生，你有你的迭代器吗？”调用iter(obj)，后者调用obj.__iter__()，后者很乐意提供一个闪亮的新迭代器_i。)

好的，这很简单……那么让我们开始迭代吧。(x = _i.next() ... x = _i.next()...)

由于obj先生在这个测试中成功了(通过让某些方法返回一个有效的迭代器)，我们用形容词奖励他:您现在可以称他为“可迭代的obj先生”。

然而，在简单的情况下，通常不会从分别使用iterator和iterable中受益。所以您只定义了一个对象，它也是它自己的迭代器。( obj提供的_i并不那么闪亮，Python并不关心这一点，只是关心obj本身。)

这就是为什么在我见过的大多数示例中(以及让我一次又一次感到困惑的是什么)，你可以看到：

class IterableExample(object):

    def __iter__(self):
        return self

    def next(self):
        pass

而不是

class Iterator(object):
    def next(self):
        pass

class Iterable(object):
    def __iter__(self):
        return Iterator()

然而，在某些情况下，您可以从迭代器和迭代器分离中受益，例如当您想要有一行项目，但有更多的“游标”时。例如，当你想要处理“当前”和“即将到来”的元素时，你可以对这两个元素分别使用不同的迭代器。或者从一个巨大的列表中提取多个线程:每个线程都可以有自己的迭代器来遍历所有项。请参阅上面的@Raymond's和@glglgl's答案。

想象一下你可以做什么：

class SmartIterableExample(object):

    def create_iterator(self):
        # An amazingly powerful yet simple way to create arbitrary
        # iterator, utilizing object state (or not, if you are fan
        # of functional), magic and nuclear waste--no kittens hurt.
        pass    # don't forget to add the next() method

    def __iter__(self):
        return self.create_iterator()

备注：

我再重复一遍：

• 是不可迭代的。迭代器不能用作for循环中的“源”。for循环主要需要的是__iter__() (它用(while...).
• Iterator's for返回一些东西，__iter__()不是唯一的迭代循环，所以上面也适用于其他一些构造)，(while...).
• Iterator‘s next()可以抛出StopIteration来停止迭代。
• 在上面的“思考过程”中，_i并不真正存在。我已经创建了Python3.x中的一个小更改：next()方法(不是内置的)现在必须称为__next__()。是的，它应该一直都是这样的，你也可以这样想：
• 有数据，迭代器拉出下一项

免责声明:我不是任何Python解释器的开发者，所以我真的不知道解释器是怎么想的。上面的思考只是演示了我是如何从Python新手的其他解释、实验和现实生活经验中理解这个主题的。