Реализуйте собственный класс-итератор (с методами __iter__ и __next__), который выдаёт квадраты чисел от 1 до n. Как он должен сигнализировать об окончании последовательности?

Короткий ответ

Класс-итератор реализует __iter__ (обычно возвращает self) и __next__ (вычисляет и возвращает следующее значение при каждом вызове); об окончании последовательности он сигнализирует, возбуждая исключение StopIteration внутри __next__, которое цикл for автоматически перехватывает и завершает итерацию.

Как это работает подробнее

Протокол итератора требует двух методов: __iter__(self), возвращающий объект-итератор (часто self, если класс одновременно итерируемый и итератор), и __next__(self), возвращающий очередное значение или возбуждающий StopIteration, когда значений больше нет. Конструкция for x in obj: под капотом вызывает iter(obj) один раз, затем повторяет next(it) в цикле, автоматически останавливаясь при перехвате StopIteration без вывода ошибки пользователю.

Пример кода

example.pyКопировать

class Squares:
    def __init__(self, n):
        self.n = n
    def __iter__(self):
        return SquaresIterator(self.n)
class SquaresIterator:
    def __init__(self, n):
        self.n = n
        self.current = 1
    def __iter__(self):
        return self
    def __next__(self):
        if self.current > self.n:
            raise StopIteration
        value = self.current ** 2
        self.current += 1
        return value
squares = Squares(4)
print(list(squares))   # [1, 4, 9, 16]
print(list(squares))   # [1, 4, 9, 16] — можно пройти снова, т.к. __iter__ создаёт новый итератор

Что использовать на практике

• Практика. Такой подход используют, когда нужен контроль над состоянием итерации (например, итератор с ленивой подгрузкой страниц из API или БД), а не просто требуется перебрать готовую коллекцию, для которой было бы достаточно генератора с yield. Часто разделяют класс-контейнер (реализует только __iter__, создающий новый итератор на каждый вызов) и отдельный класс-итератор (хранит текущую позицию) — это позволяет проходить по одному контейнеру несколько раз параллельно.

Подводные камни

• Риски. Делают контейнер и итератор одним и тем же объектом без разделения состояния, из-за чего повторный for по уже пройденному объекту не выдаёт ничего (итератор уже исчерпан) — для повторной итерации нужен новый объект-итератор. Также забывают возбуждать StopIteration и получают бесконечный цикл for.