迭代器协议

1. 一句话定义

可迭代对象实现 __iter__ 返回迭代器；迭代器额外实现 __next__ 逐个吐值，耗尽抛 StopIteration——for 循环、解包、推导式全部建立在这套协议上。

2. 为什么重要

这是 Python"鸭子类型"（kp-019）的经典舞台：不关心对象是什么类型，只关心它会不会 next()。理解协议后，for/推导式/生成器/asyncio 看起来不再是四个孤立特性，而是同一思想的四层展开。

3. 前置知识

kp-006（for 循环的表层用法）。

4. 核心概念

• Iterable（可迭代）：有 __iter__；可反复迭代（每次返回新迭代器）。
• Iterator（迭代器）：有 __iter__（返回自身）+ __next__；一次性，耗尽即空。
• 关系：list 是 iterable 不是 iterator；调用 iter(list) 得到它的 iterator。

5. 原理与机制

it = iter([10, 20])
next(it)     # 10
next(it)     # 20
next(it)     # StopIteration

# for x in obj 等价于：
_it = iter(obj)
while True:
    try:
        x = next(_it)
    except StopIteration:
        break
    ...  # 循环体

自定义迭代器：

class Countdown:
    def __init__(self, n): self.n = n
    def __iter__(self): return self
    def __next__(self):
        if self.n <= 0:
            raise StopIteration
        self.n -= 1
        return self.n + 1

内置工具：zip 并行迭代（短者止）、enumerate 带下标、reversed、iter(callable, sentinel) 的哨兵模式。

6. 关键事实（模型/图示）

Iterable ──iter()──► Iterator ──next()──► 值 … ──► StopIteration
                          ▲
for / zip / list() / 解包 / max min sum  全都在调这一对函数

zip 与 map 返回的就是迭代器——"惰性"在标准库无处不在。

7. 直观类比

iterable 是一本书（可以反复从第一页读起），iterator 是书签：它记住读到哪了，只能前进不能后退，读完（StopIteration）这本书签就作废。你不会对书签说"翻回第一页"——那要重新开一本（重新 iter()）。

8. 实例与案例

names = ["a", "b"]; scores = [90, 80]
for n, s in zip(names, scores):
    print(n, s)

# 迭代器的一次性坑
it = iter([1, 2, 3])
sum(it)      # 6
sum(it)      # 0 ！已耗尽

9. 常见误区

1. 对迭代器二次消费（上例）—— 判断与遍历共用同一个生成器/迭代器是经典 bug；要复用先 list() 具体化。
2. 把"可 for"与"是 list"画等号 —— 文件对象、dict.keys()、zip 结果都可 for，但不是 list，有的只能遍历一次。
3. 以为 next() 越界返回 None —— 抛 StopIteration；可用 next(it, default) 提供默认值。

10. 自测题

1. list 是 iterator 吗？如何得到它的 iterator？
2. zip([1,2],[3,4,5]) 会产出几组？为什么？
3. 自己写一个类迭代序列需要实现哪些方法？

11. 与其他知识点的关系

• kp-013 生成器：写迭代器的最省力方式。
• kp-038 itertools：协议之上的标准工具箱。
• kp-019 魔术方法：协议即 dunder 约定。

12. 延伸阅读

• Python 官方文档：Iterator Types / Glossary: iterator, iterable