Что такое итераторы в Python? Как реализовать собственный итератор?

Короткий ответ

Итератор — это объект, который перебирает элементы коллекции по одному за раз и реализует протокол из методов __iter__() и __next__(). Когда элементы заканчиваются, __next__() выбрасывает StopIteration. Цикл for и функция next() как раз продвигают итератор по элементам.

Как это работает подробнее

Итерируемый объект и итератор выполняют разные роли: первый умеет только возвращать итератор, а второй реально осуществляет перебор.

• Протокол итерации. Объект считается итератором, если у него есть __iter__(), возвращающий самого себя, и __next__(), отдающий следующий элемент или бросающий StopIteration в конце.
• Итерируемые объекты. Списки, строки и словари итераторами не являются: функцию iter(obj) используют, чтобы получить для них отдельный итератор.
• Цикл for. Неявно вызывает iter(), затем повторяет next() и останавливается, когда ловит StopIteration.

Пример кода

Собственный итератор чётных чиселКопировать

class EvenNumbers:
    def __init__(self, limit):
        self.limit = limit
        self.n = 2
    def __iter__(self):
        return self
    def __next__(self):
        if self.n > self.limit:
            raise StopIteration
        x = self.n
        self.n += 2
        return x
even = EvenNumbers(10)
print(list(even))        # [2, 4, 6, 8, 10]

Что использовать на практике

• Обычный обход. Для перебора коллекций достаточно цикла for — создавать итераторы вручную не нужно.
• Собственная логика. Реализуй класс с __iter__() и __next__(), когда последовательность нужно генерировать или обходить по особым правилам.
• Явное управление. iter() и next() применяй там, где продвижение нужно контролировать руками.

Подводные камни

• Одноразовость. Исчерпавшись, итератор не перематывается: для повторного прохода нужен новый итератор.
• Только __next__(). Объекта с одним __next__() мало для цикла for — нужен и __iter__(), чтобы объект был итерируемым.
• Гашение StopIteration. Не лови это исключение молча: оно сигнализирует о конце последовательности и должно обрабатываться по протоколу.

Как отвечать на собеседовании

• Определи итератор и назови оба метода протокола → поясни разницу между итерируемым объектом и итератором → приведи пример класса с __next__() и StopIteration → упомяни, что цикл for неявно использует этот протокол.