Python迭代器如何工作_for循环底层原理【教程】

冰川箭仙

发布： 2025-12-23 22:50:25

原创

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Python的for循环实际调用迭代器协议，即先调用__iter__获取迭代器，再反复调用__next__直至StopIteration；可迭代对象需实现__iter__，迭代器需实现__next__。

python迭代器如何工作_for循环底层原理【教程】

Python 的 for 循环背后，实际调用的是迭代器协议（Iterator Protocol），而不是直接遍历对象本身。理解这一点，就能明白为什么列表、字符串、文件甚至你自己写的类都能被 for 遍历——只要它们“支持迭代”。

迭代器协议：iter 和 next

一个对象要成为可迭代对象（iterable），必须实现 __iter__ 方法，该方法返回一个迭代器（iterator）。而迭代器本身是一个实现了 __next__ 方法的对象，每次调用它就返回下一个值；当没有更多元素时，抛出 StopIteration 异常。

例如：

my_list = [1, 2, 3]
it = iter(my_list)  # 调用 my_list.__iter__()
print(next(it))     # 1 → 调用 it.__next__()
print(next(it))     # 2
print(next(it))     # 3
print(next(it))     # StopIteration 异常

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for 循环其实是 while + 迭代器的语法糖

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# 写法一：for 循环（推荐、简洁）
for x in [1, 2, 3]:
    print(x)
<h1>写法二：手动模拟 for（揭示底层）</h1><p>it = iter([1, 2, 3])
while True:
try:
x = next(it)
print(x)
except StopIteration:
break

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也就是说，for 循环在每次迭代前自动调用 iter() 获取迭代器，再反复调用 next()，直到捕获 StopIteration 并安全退出。

自定义可迭代类：掌握控制权的关键

如果你想让自己的类支持 for，只需实现 __iter__（返回迭代器），通常让它返回一个包含 __next__ 的对象（可以是自身，也可以是独立的迭代器类）。

若想一次遍历后不能再用（如生成器行为），__iter__ 返回自身，并在 __next__ 中维护状态
若想支持多次遍历（像列表一样），__iter__ 每次都返回一个新的迭代器实例
更简单的方式：在 __iter__ 中用 yield 写生成器函数，Python 自动构造迭代器

class Countdown:
    def __init__(self, n):
        self.n = n
<pre class="brush:php;toolbar:false;">def __iter__(self):
    while self.n > 0:
        yield self.n  # 自动变成迭代器
        self.n -= 1

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