Python：range 對象並非迭代器

簡評：迭代器（iterator）是惰性可迭代對象（lazy iterable），range 函數在 Python 3 中是一個惰性的可迭代對象，那麼 range 是否是迭代器呢？爲何。

TLNR：Python 3 中的 range 對象（Python 2 中的 xrange 對象）是 lazy 的，但 range 對象卻不是迭代器。

是的，這讓人很困惑

當談論 Python 中的迭代器（iterator）和可迭代對象（iterable）時，你極可能會聽到有人重複 range 是迭代器的誤解。我認爲這是很是嚴重誤解， 若是你認爲 range 對象是迭代器，那麼你關於「迭代器是如何運行」的心智模型還不夠清楚。從某種意義上來講，range 和迭代器都是「惰性」的，但它們是以至關不一樣的方式實現「惰性」的。

什麼是迭代器（iterator）

在 Python 中，可迭代對象就是你能夠迭代的任何東西，而迭代器就是實際迭代的東西。

Iter-ables are able to be iterated over. Iter-ators are the agents that perform the iteration.

可使用 iter 函數從任何可迭代對象中獲取迭代器：

一旦有了迭代器，能夠用它作的惟一的事情就是得到它的下一個元素：

若是沒有更多的元素了， 則會拋出一個 stop iteration exception：

全部的迭代器都是可迭代對象，意思是你能夠從一個迭代器中獲得一個迭代器，所以你能夠遍歷一個迭代器：

應該指出的是迭代器是有狀態的，在循環遍歷一次迭代器後，若是嘗試再次循環，它將爲空：

在 Python 3 中，enumerate、zip、reversed和其餘一些內置函數會返回迭代器：

生成器（不管來自生成器函數仍是生成器表達式）是一種建立迭代器的簡單方法：

我常常說迭代器是惰性的一次性可迭代對象。 「惰性」是由於他們只循環計算項目，「單次使用是由於一旦從一個迭代器中「消費」了一個元素以後，這個元素就永遠消失了。

什麼是 range

Python 3 中的 range 對象（Python 2 中的 xrange）能夠像任何其餘可迭代對象同樣循環使用：

由於 range 是可迭代對象，因此能夠從中獲得一個迭代器：

但 range 對象自己不是迭代器，咱們不能在 range 對象上調用 next：

與迭代器不一樣的是，咱們能夠遍歷一個 range 對象而不「消耗」它：

若是咱們使用迭代器完成此操做，則第二次循環時不會獲得任何元素：

宗上，與 zip, enumerate, or generator對象不一樣，range 對象不是迭代器。

那麼，究竟 range 是什麼

range 對象在某種意義上是「惰性的」，由於它不會生成建立時包含的每一個數字，相反，當咱們在循環中須要的時候，它纔將這些數字返回給咱們。

下面是一個 range 對象和一個生成器（是一種迭代器）：

不像生成器，range 對象有長度：

而且能夠被索引：

與迭代器不一樣，你能夠詢問他們是否包含某元素而不改變他們的狀態：

若是你想要一個 range 對象的描述，能夠稱它們爲懶序列，range 是序列（如列表，元組和字符串），但並不包含任何內存中的內容，而是經過計算來回答問題。

爲何這個區別很重要

若是我告訴你某個對象是一個迭代器，你會知道當在這個對象上調用 iter 函數時，總會獲得相同的的對象（按照定義）：

確信能夠在這個對象上調用 next 函數，由於能夠在全部的迭代器上調用 next 函數：

並且你會知道，當遍歷它時，這些元素將從迭代器中被消耗掉，有時候這個特性能夠派上用場（以特殊的方式處理迭代器）：

因此雖然看起來「惰性可迭代對象」和「迭代器」之間的區別很微妙，但這些術語確實意味着不一樣的東西。 雖然「惰性可迭代對象」是一個沒有具體含義的很是廣泛的術語，但「迭代器」這個詞意味着一個具備很是特定行爲的對象。

總結

若是你知道你能夠循環遍歷某個對象，這是一個可迭代對象（iterable）。

若是你知道你正在循環遍歷的對象是在循環的時候計算出來，那麼這是一個惰性可迭代對象（lazy iterable）。

若是你知道你能夠傳遞一些東西給 next 函數，它就是一個迭代器（這是最多見的惰性可迭代對象）。

若是你能夠循環屢次而不用「耗盡」它，它不是一個迭代器。若是你不能將某些東西傳遞給 next 函數，那麼它不是一個迭代器。 Python 3 的 range 對象不是迭代器。 若是你正在指導別人關於 range 對象的知識，請不要使用「迭代器」一詞，這會讓人十分困惑，並可能致使他人開始濫用「迭代器」這個詞。

原文：Python: range is not an iterator!