详解Python中for循环是如何工作的
前言
for...in 是Python程序员使用最多的语句，for 循环用于迭代容器对象中的元素，这些对象可以是列表、元组、字典、集合、文件，甚至可以是自定义类或者函数，例如：
作用于列表
>>> for elem in [1,2,3]: ... print(elem) ... 1 2 3
作用于元组
>>> for i in ("zhang", "san", 30):
... print(i)
...
zhang
san
30
作用于字符串
>>> for c in "abc": ... print(c) ... a b c
作用于集合
>>> for i in {"a","b","c"}:
... print(i)
...
b
a
c
作用于字典
>>> for k in {"age":10, "name":"wang"}:
... print(k)
...
age
name
作用于文件
>>> for line in open("requirement.txt"):
... print(line, end="")
...
Fabric==1.12.0
Markdown==2.6.7
可能有人不经要问，为什么这么多不同类型对象都支持 for 语句，还有哪些类型的对象可以作用在 for 语句中呢？回答这个问题之前，我们先要了解 for 循环背后的执行原理。
for 循环是对容器进行迭代的过程，什么是迭代？迭代就是从某个容器对象中逐个地读取元素，直到容器中没有更多元素为止。那么，哪些对象支持迭代操作？任何对象都可以吗？先随便自定义一个类试试，看行不行：
>>> class MyRange: ... def __init__(self, num): ... self.num = num ... >>> for i in MyRange(10): ... print(i) ... Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: 'MyRange' object is not iterable
错误堆栈日志非常清楚地告诉我们，MyRange 不是一个可迭代对象，所以它不能用于迭代，那么到底什么样的对象才称得上是可迭代对象(iterable)呢？
可迭代对象需要实现__iter__方法，并返回一个迭代器，什么是迭代器呢？迭代器只需要实现 __next__方法。现在我们就来验证一下列表为什么支持迭代：
>>> x = [1,2,3] >>> its = x.__iter__() # x有此方法，说明列表是可迭代对象 >>> its <list_iterator object at 0x100f32198> >>> its.__next__() # its有此方法，说明its是迭代器 1 >>> its.__next__() 2 >>> its.__next__() 3 >>> its.__next__() Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> StopIteration
从试验结果来看，列表是一个可迭代对象，因为它实现了 __iter__方法，并且返回了一个迭代器对象（list_iterator），因为它实现了 __next__方法。我们看到它不断地调用__next__方法，其实就是不断地迭代获取容器中的元素，直到容器中没有更多元素抛出 StopIteration 异常为止。
那么 for 语句又是如何循环的呢？到这里，恐怕你也猜到了，它的步骤是：
- 先判断对象是否为可迭代对象，不是的话直接报错，抛出TypeError异常，是的话，调用 __iter__方法，返回一个迭代器
- 不断地调用迭代器的__next__方法，每次按序返回迭代器中的一个值
- 迭代到最后，没有更多元素了，就抛出异常 StopIteration，这个异常 python 自己会处理，不会暴露给开发者
对于元组，字典，字符串也是同样的道理，弄明白了 for 的执行原理之后，我们就可以实现自己的迭代器用在 for 循环中。
前面的 MyRange 报错是因为它没有实现迭代器协议里面的这两个方法，现在继续改进：
class MyRange: def __init__(self, num): self.i = 0 self.num = num def __iter__(self): return self def __next__(self): if self.i < self.num: i = self.i self.i += 1 return i else: # 达到某个条件时必须抛出此异常，否则会无止境地迭代下去 raise StopIteration()
因为它实现了__next__方法，所以 MyRange 本身已经是一个迭代器了，所以 __iter__返回的就是对象本身 self。现在用在 for 循环中试试：
for i in MyRange(3): print(i) # 输出 0 1 2
有没有发现，自定义的 MyRange 功能和内建函数 range很相似。for 循环本质是不断地调用迭代器的__next__方法，直到有 StopIteration 异常为止，所以任何可迭代对象都可以作用在for循环中。
总结
以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对【听图阁-专注于Python设计】的支持。
