对象变化时的Python迭代器

Question

我想了解一下，当一个对象在迭代过程中发生变化时，迭代器一般会有什么样的表现。

以一个简单的可变列表为例，这点似乎很明显：迭代器会尝试继续获取下一个元素，如果没有了，就会返回StopIteration，表示结束。

>>> l = range(10)
>>> a = iter(l)
>>> a.next()
0
>>> a.next()
1
>>> a.next()
2
>>> l[3]='a'
>>> a.next()
'a'
>>> a.next()
4
>>> del l[5]
>>> a.next()
6
>>> a.next()
7
>>> a.next()
8
>>> a.next()
9
>>> a.next()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

到这里为止，这些都很好理解。但我不明白的是，如果我在迭代过程中添加了一个新元素，迭代器仍然会返回StopIteration。

>>> l.append(11)
>>> a.next()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

如果我在到达结束之前做同样的事情：

>>> l=[1]
>>> a=iter(l)
>>> a.next()
1
>>> l.append(2)
>>> a.next()
2

那么这背后是怎么运作的？对于更复杂的可变可迭代对象，预期的行为又是什么呢？（比如，想象一个表示图的对象，然后可以使用遍历算法进行迭代。如果在迭代时添加或删除节点，会发生什么？）

Answer 1

有一些迭代器，即使在抛出StopIteration之后仍然可以继续提供数据；这样的迭代器被称为损坏的。

这并不是说迭代器本身有问题——而是说，如果你不小心使用这样的迭代器，可能会导致程序出错或者代码出现问题。

Answer 2

在遍历一个对象时，改变这个对象通常会出现三种典型的情况：

• 会返回新的数据
• 新的数据会被忽略
• 旧的数据会被跳过

换句话说：实际的行为是不可预测的。

在遍历对象时修改它的内容是一个非常常见的问题，因此在Python 3中，像set和dict这样的类型（可能还有其他类型）被修改为在遍历时如果检测到添加或删除操作，就会立即抛出错误。

Answer 3

在关于这个问题的讨论中，有人提到了PEP 234（迭代器）：

如果一个迭代器对象已经抛出了StopIteration（停止迭代），那么在后续的next()调用中，它还会继续抛出StopIteration吗？

有些人认为应该强制要求这样做，这样会更有用；而另一些人则认为让每个迭代器自己决定更好。需要注意的是，这可能会让某些迭代器的实现需要额外的状态标志（比如，函数包装的迭代器）。

解决方案是：一旦抛出了StopIteration，调用它的next()方法会继续抛出StopIteration。

注意：实际上在Python 2.2中并没有实现这个功能；在很多情况下，迭代器的next()方法在一次调用中可能会抛出StopIteration，但在下一次调用中却不会。这在Python 2.3中得到了修复。