python3中的range回傳的是迭代器嗎？

Pyhton3的range是回傳的什麼？很多人都會不假思索的說，這還不簡單，在Python2中range()會返回list，到了Python3range已經使用xrange替換，返回的是一個迭代器（Iterator）。

恭喜你，答錯了。

range()回傳的是一個Iterable，不是一個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

   

原理很簡單，先簡單說一下Iterable和Iterator，不要試圖比較二者有什麼不同，因為二者根本就是不同的概念。二者字面意思都非常明確：Iterable就是一個可迭代的對象，對其調用iter(Iterable)將會得到一個迭代器；而Iterator就是一個迭代器，對其調用next(Iterator)將會得到下一個元素。

Python推崇協議，說白了就是鴨子類型。你如果實作了__iter__()，（即對你呼叫iter()可以得到一個Iterator）那你就是一個Iterable；如果實作了__next__()和__iter__()就是一個Iterator。

等等，Iterator不就是呼叫next()得到下一個元素就可以了？為什麼Iterator也要實作Iterable的__iter__()方法，這不純粹啊！

為什麼Python的Iterator要實作__iter__()呢（通常的實作都是return self）。官方文檔中說的相當清楚。

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.

簡單翻譯一下，就是說Iterator也要求實作__iter__()，因為很多地方接收的參數是一個Iterable，如果所有的Iterator都是Iterable，那麼這些用Iterable地方都可以無障礙地使用Iterator了。比如說for循環吧，關於for循環，我在Python的wiki中（已經比較老了）找到這樣的描述：

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循環拿到一個Iterable的Iterator，然後使用這個Iterator進行迭代。如果Iterator實作了__iter__()方法，那麼for迴圈就可以無障礙地對Iterator進行迭代了，Neat！想像一下，Python的生成器也是Iterator，如果for迴圈不能支援對Iterator迭代，生不如死啊。

所以對Iterator就有了這樣一個「過分」的要求。我們可以認為，所有的Iterator都是Iterable。那麼回到最初的問題，為什麼range()反回的是一個Iterable而不是Iterator呢？

考慮我們平常使用range()，我們認為這是一個表示範圍的一個容器。可以使用這個容器去初始化成別的容器，這沒有任何問題。

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

   

倘若range()回傳的是迭代器，那麼上面這個看起來在正常不過的程式碼就有麻煩了：

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

#總結   

Iterator是有狀態的，只能遍歷一次，是「消費型」的，不可以「二次消費」。 Iterable是沒有狀態的（這裡不太嚴謹，這句話暫且不提是Iterator的Iterable），每次對Iterable呼叫iter()都會得到一個新的迭代器。

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