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一点关于 iter 的历史

本文是另两篇文章的预备。想必很多人都知道 iterator 这个概念,也知道 Python 里有一个 __iter__ 方法。 这里想讲一些关于 iterator 的历史。

Iterator 这个概念在很多编程语言里都有,Python 引入 iterator 是在 2.2 版本,也就是 2001 年的时候。 Iterator 是用来干嘛的,维基百科已经写得很清楚:

In computer programming, an iterator is an object that enables a programmer to traverse a container, particularly lists.

那么问题来了,在引入 iterator 之前,Python 是怎么遍历,比如说,list 或者 dict 的呢?

先来看 list。实际上是依赖于 __getitem__ 方法。估计大部分人对这个方法并不熟悉,其实很简单:

>>> [1,2,3].__getitem__(1)
2

给一个 index,返回相应的元素,相当于调用 [1,2,3][1]
于是,只要定义了这一个方法,我们就可以遍历自定义的类了:

class MyClass:
    def __getitem__(self, index):
        if index > 3:
            raise IndexError("that's enough!")

        return index

for name in MyClass():
    print(name)

输出 shell 0 1 2 3 看见 IndexErrorfor in 就知道遍历到头了,所以并不会报错。实际上 2.2 之前的 for in 都是调用 __getitem__

再看 dict。在 2.2 之前,我们并不能 for x in some_dict 因为 dict 并没有定义 __getitem__。 想遍历 dict 的话只能这样: python for key in some_dict.keys(): print(some_dict[key]) 显然这样性能不会好,因为要先生成一个包含所有 key 的 list。

Python2.2 引入了 iterator,相关文档参见 What’s New in Python 2.2 - PEP 234: Iterators。总结起来有以下改进:

  1. for x in C 会默认调用 iter(C),如果 C 没有定义 __iter__ 方法,会使用 __getitem__
  2. dict(以及其它一些内置类型)现在实现了 __iter__ 方法,所以可以 for x in some_dict 了。这样遍历 dict 比原来快很多,因为不需要生成一个 key list;
  3. for in 默认调用 iter() 的好处在于,用户可以对遍历过程应该返回什么,如何返回有更强的控制。另一方面就是拓宽了 for in 的使用范围,因为并不是所有我们希望遍历的 object 都拥有有意义的 index。比如之前 MyClass 的例子,index 就没有含义,所以用 __getitem__ 实现并不合适。


这篇文章主要是讲历史。下一篇文章详细讲 iterator 要怎么用,最后一篇对三种实现遍历的方式进行比较。

参考资料:
https://en.wikipedia.org/wiki/Iterator
http://effbot.org/zone/python-for-statement.htm
https://docs.python.org/3/whatsnew/2.2.html#pep-234-iterators

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