疊代器是可以疊代的物件。 在本教學中，您將了解疊代器的工作原理，以及如何使用__iter__和__next__方法構建自己的疊代器。
疊代器在Python中無處不在。 它們優雅地實現在迴圈，推導，生成器等中，但隱藏在明顯的視覺中。
Python中的疊代器只是一個可以疊代的物件。一個將一次返回資料的物件或一個元素。
從技術上講，Python疊代器物件必須實現兩個特殊的方法__iter__()和__next__()，統稱為疊代器協定。
如果我們從中獲取一個疊代器，那麼一個物件被稱為iterable。 大多數Python中的內建容器是列表，元組，字串等都是可疊代的。
iter()函式(這又呼叫__iter__()方法)返回一個疊代器。
使用next()函式來手動遍歷疊代器的所有專案。當到達結束，沒有更多的資料要返回時，它將會引發StopIteration。 以下是一個例子。
# define a list
my_list = [4, 7, 0, 3]
# get an iterator using iter()
my_iter = iter(my_list)
## iterate through it using next()
#prints 4
print(next(my_iter))
#prints 7
print(next(my_iter))
## next(obj) is same as obj.__next__()
#prints 0
print(my_iter.__next__())
#prints 3
print(my_iter.__next__())
## This will raise error, no items left
next(my_iter)
更優雅的自動迭代方式是使用for迴圈。 使用for迴圈可以疊代任何可以返回疊代器的物件，例如列表，字串，檔案等。
>>> for element in my_list:
... print(element)
...
4
7
0
3
在上面的例子中看到的，for迴圈能夠自動通過列表疊代。
事實上，for迴圈可以疊代任何可疊代物件。我們來仔細看一下在Python中是如何實現for迴圈的。
for element in iterable:
# do something with element
實際上它是以類似下面的方式來實現的 -
# create an iterator object from that iterable
iter_obj = iter(iterable)
# infinite loop
while True:
try:
# get the next item
element = next(iter_obj)
# do something with element
except StopIteration:
# if StopIteration is raised, break from loop
break
所以在for的內部，for迴圈通過在可疊代的物件上呼叫iter()來建立一個疊代器物件iter_obj。
有意思的是，這個for迴圈實際上是一個無限迴圈~..~。
在迴圈中，它呼叫next()來獲取下一個元素，並使用該值執行for迴圈的主體。 在所有物件耗盡後，引發StopIteration異常，內部被捕獲從而結束回圈。請注意，任何其他型別的異常都將正常通過。
構建疊代器在Python中很容易。只需要實現__iter__()和__next__()方法。
__iter__()方法返回疊代器物件本身。如果需要，可以執行一些初始化。
__next__()方法必須返回序列中的下一個專案(資料物件)。 在到達結束後，並在隨後的呼叫中它必須引發StopIteration異常。
在這裡，我們展示一個例子，在每次疊代中給出下一個2的幾次方。 次冪指數從零開始到使用者設定的數位。
class PowTwo:
"""Class to implement an iterator
of powers of two"""
def __init__(self, max = 0):
self.max = max
def __iter__(self):
self.n = 0
return self
def __next__(self):
if self.n <= self.max:
result = 2 ** self.n
self.n += 1
return result
else:
raise StopIteration
現在可以建立一個疊代器，並通過它疊代如下 -
>>> a = PowTwo(4)
>>> i = iter(a)
>>> next(i)
1
>>> next(i)
2
>>> next(i)
4
>>> next(i)
8
>>> next(i)
16
>>> next(i)
Traceback (most recent call last):
...
StopIteration
也可以使用for迴圈疊代那些疊代器類。
>>> for i in PowTwo(5):
... print(i)
...
1
2
4
8
16
32
疊代器物件中的專案不必都是可耗盡的，可以是無限疊代器(永遠不會結束)。 處理這樣的疊代器時一定要小心。
下面是用來演示無限疊代器的一個簡單的例子。
內建的函式iter()可以用兩個引數來呼叫，其中第一個引數必須是可呼叫物件(函式)，而第二個引數是檔頭。疊代器呼叫此函式，直到返回的值等於指定值。
>>> int()
0
>>> inf = iter(int,1)
>>> next(inf)
0
>>> next(inf)
0
可以看到，int()函數總是返回0，所以將它作為iter(int，1)傳遞將返回一個呼叫int()的疊代器，直到返回值等於1。這從來沒有發生，所以這樣就得到一個無限疊代器。
我們也可以建立自己的無限疊代器。 以下疊代器理論上將返回所有奇數。
class InfIter:
"""Infinite iterator to return all
odd numbers"""
def __iter__(self):
self.num = 1
return self
def __next__(self):
num = self.num
self.num += 2
return num
範例執行如下 -
>>> a = iter(InfIter())
>>> next(a)
1
>>> next(a)
3
>>> next(a)
5
>>> next(a)
7
當迭代這些型別的無限疊代器時，請注意指定終止條件。
使用疊代器的優點是它們可以節省資源。 如上所示，我們可以獲得所有奇數，而不將整個系統儲存在記憶體中。理論上，可以在有限的記憶體中計算有無限的專案。