Что такое итератор в Python и как реализовать протокол __iter__/__next__ вручную?

Короткий ответ

Итератор — объект, реализующий метод __next__(), который возвращает следующий элемент или поднимает StopIteration, когда элементы закончились; __iter__() должен возвращать сам итератор (обычно self).

Как это работает подробнее

Итерируемый объект (iterable) — то, у чего есть __iter__, возвращающий итератор; итератор хранит состояние (например, текущий индекс) и на каждый __next__ продвигает его, возвращая следующее значение, а при исчерпании поднимает StopIteration. Цикл for под капотом вызывает iter() один раз и затем next() до исключения.

Пример кода

example-241.pyКопировать

class CountDown:
    def __init__(self, start: int):
        self.current = start
    def __iter__(self):
        return self
    def __next__(self):
        if self.current <= 0:
            raise StopIteration
        self.current -= 1
        return self.current + 1
cd = CountDown(3)
print(list(cd))  # [3, 2, 1]
print(list(cd))  # [] - итератор уже исчерпан, повторный обход ничего не даёт

Что использовать на практике

• Практика. Итератор полезен, когда нужно отделить логику обхода от хранения коллекции или итерировать «на лету» без материализации всех элементов в памяти; состояние храните в атрибутах экземпляра, а не в глобальных переменных, чтобы несколько независимых обходов не мешали друг другу.

Подводные камни

• Риски. Путают iterable и iterator — пытаются вызвать next() на списке напрямую (TypeError); забывают, что __iter__ должен возвращать объект с __next__; ошибочно полагают, что повторный for по уже использованному итератору снова начнётся с начала.