for循环 底层工作原理

时间：2021-10-05 11:17:52

for 循环是对容器进行迭代的过程。

  • 什么是迭代？

　　迭代就是从某个容器对象中逐个地读取元素，直到容器中没有更多元素为止。

  • for 循环的步骤是什么？

  1. 先判断对象是否为可迭代对象，不是的话直接报错，抛出TypeError异常，是的话，调用 __iter__方法，返回一个迭代器
  2. 不断地调用迭代器的__next__方法，每次按序返回迭代器中的一个值
  3. 迭代到最后，没有更多元素了，就抛出异常 StopIteration，这个异常 python 自己会处理，不会暴露给开发者

  • 那么，哪些对象支持迭代操作？任何对象都可以吗？

　　for 循环本质是不断地调用迭代器的__next__方法，直到有 StopIteration 异常为止，

　　所以任何可迭代对象都可以作用在for循环中。

弄明白了 for 的执行原理之后，我们就可以实现自己的迭代器用在 for 循环中：

 1 class MyRange:

 2     def __init__(self, num):

 3         self.i = 0

 4         self.num = num

 5

 6     def __iter__(self):

 7         return self

 8

 9     def __next__(self):

10         if self.i < self.num:

11             i = self.i

12             self.i += 1

13             return i

14         else:

15             # 达到某个条件时必须抛出此异常，否则会无止境地迭代下去

16             raise StopIteration()

因为它实现了__next__方法，所以 MyRange 本身已经是一个迭代器了，所以 __iter__返回的就是对象本身 self。

现在用在 for 循环中试试：

 for i in MyRange(3):

     print(i)

 # 输出

  0

  1

  2

有没有发现，自定义的 MyRange 功能和内建函数 range很相似。

综上所述：

for 循环本质是不断地调用迭代器的__next__方法，直到有 StopIteration 异常为止，所以任何可迭代对象都可以作用在for循环中。

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