python3中的range返回的是迭代器吗？

Pyhton3的range是返回的什么？很多人都会不假思索的说，这还不简单，在Python2中range()会返回list，到了Python3range已经使用xrange替换，返回的是一个迭代器（Iterator）。

恭喜你，答错了。

range()返回的是一个Iterable，并不是一个Iterator.

a  Python 3.6.3 (default, Nov  3 2017, 14:41:25)
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In [1]: a = range(10) 
In [2]: a
Out[2]: range(0, 10)
In [3]: import collections
In [4]: isinstance(a, collections.Iterable)
Out[4]: True 
In [5]: isinstance(a, collections.Iterator)
Out[5]: False

   

原理很简单，先简单说一下Iterable和Iterator，不要试图比较二者有什么不同，因为二者根本就是不同的概念。二者字面意思都非常明确：Iterable就是一个可迭代的对象，对其调用iter(Iterable)将会得到一个迭代器；而Iterator就是一个迭代器，对其调用next(Iterator)将会得到下一个元素。

Python推崇协议，说白了就是鸭子类型。你如果实现了__iter__()，（即对你调用iter()可以得到一个Iterator）那你就是一个Iterable；如果实现了__next__()和__iter__()就是一个Iterator。

等等，Iterator不就是调用next()得到下一个元素就可以了？为什么Iterator也要实现Iterable的__iter__()方法，这不纯粹啊！

为什么Python的Iterator要实现__iter__()呢（通常的实现都是return self）。官方文档中说的相当清楚。

Iterators are required to have an __iter__() method that returns the iterator object itself so every iterator is also iterable and may be used in most places where other iterables are accepted.

简单翻译一下，就是说Iterator也要求实现__iter__()，因为很多地方接收的参数是一个Iterable，如果所有的Iterator都是Iterable，那么这些用Iterable地方都可以无障碍地使用Iterator了。比如说for循环吧，关于for循环，我在Python的wiki中（已经比较老了）找到这样的描述：

Basically, any object with an iterable method can be used in a for loop. Even strings, despite not having an iterable method – but we’ll not get on to that here.

即，for循环拿到一个Iterable的Iterator，然后使用这个Iterator进行迭代。如果Iterator实现了__iter__()方法，那么for循环就可以无障碍地对Iterator进行迭代了，Neat！想象一下，Python的生成器也是Iterator，如果for循环不能支持对Iterator迭代，生不如死啊。

所以对Iterator就有了这样一个“过分”的要求。我们可以认为，所有的Iterator都是Iterable。那么回到最初的问题，为什么range()反回的是一个Iterable而不是Iterator呢？

考虑我们平时使用range()，我们认为这是一个表示范围的一个容器。可以使用这个容器去初始化成别的容器，这没有任何问题。

>>> numbers = range(3)
>>> tuple(numbers)
(0, 1, 2)
>>> tuple(numbers)
(0, 1, 2)

   

倘若range()返回的是迭代器，那么上面这个看起来在正常不过的代码就有麻烦了：

>>> numbers = iter(range(3))
>>> tuple(numbers)
(0, 1, 2)
>>> tuple(numbers)
()

总结    

Iterator是有状态的，只能遍历一次，是“消费型”的，不可以“二次消费”。Iterable是没有状态的（这里不太严谨，这句话暂且不提是Iterator的Iterable），每一次对Iterable调用iter()都会得到一个新的迭代器。

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