迭代器

迭代器（iterator），是使用户可在容器物件（container，例如链表或阵列）上遍访的物件，设计人员使用此介面无需关心容器物件的内存分配的实现细节。其行为很像数据库技术中的游标（cursor），迭代器最早出现在1974年设计的CLU编程语言中。
在各种语言实作迭代器的方式皆不尽同，有些物件导向语言像Java、C#、Ruby、Python、Delphi都已将迭代器的特性内建语言当中，完美的跟语言整合，我们称之隐式迭代器。但像是C++语言本身就没有迭代器的特色，但STL仍利用模板实作了功能强大的迭代器。STL容器的数据的内存地址可能会重新分配（reallocate），与容器绑定的迭代器仍然可以定位到重新分配后的正确的内存地址。
描述.
内部迭代器.
内部的迭代器是高阶函数（通常接受匿名函数），比如codice_1、 codice_2等，它实现跨经一个容器的遍历，依次将给定函数应用到每个元素。
外部迭代器和迭代器模式.
外部的迭代器可以被认为是某种类型的指针，它有两个主要操作：引用在一个对象（collection）中的一个特定元素（称为元素访问），和修改自身使其指向下一个元素（称为元素遍历）。还必须有一种方式建立迭代器并指向容器的第一个元素，还要有某种方式确定何时迭代器已经穷尽了容器中所有的元素。依据语言和意向用途，迭代器还可以提供额外的操作或展示不同的行为。
迭代器的主要用途是允许用户处理一个容器的所有元素，而将用户隔离于容器的内部结构。这允许容器以任何它希望的方式存储元素，而允许用户把它们看作就是简单的序列或列表。迭代器类通常设计为紧密协作于对应的容器类。容器类通常提供建立迭代器的方法。
循环计数器有时也被称为循环迭代器。但是循环计数器只提供遍历功能而不提供访问功能。
生成器.
实现迭代器的一种方式是使用受限形式的协程，也叫做生成器。不同于子例程，生成器协程可以向它的调用者多次产生返回值，而非只是返回一次。多数迭代器可自然的表达为生成器，但是因为生成器在被多次启用之间保存了自己的局部状态，它们特别适合于复杂的、有状态的迭代器，比如树遍历器。在不同的作者和语言之间，术语“生成器”和“迭代器”的用法上有微妙的差异和区别。有些语言将二者视为同一介面，有些语言如JavaScript则将之独立化。在Python中，生成器是一个迭代器构造器，即返回一个迭代器的函数。下面的Python生成器返回一个斐波那契数列的迭代器，使用到了Python的codice_3语句：
<syntaxhighlight lang=Python>
def fibonacci(limit):
for number in fibonacci(100): # 这个生成器构造了一个迭代器
</syntaxhighlight>
隐式迭代器.
一些面向对象语言比如C#、C++（后期版本）、 Delphi（后期版本）、Go、Java（后期版本）、Lua、Perl、Python、Ruby，提供了迭代一个容器对象的元素的内置方式，而不用介入一个显式的迭代器对象。实际的迭代器对象可以在现实中存在，即便如此，它也不被暴露在这个语言的源代码中。
隐式迭代器经常通过codice_4语句（或等价者）来显现出来，比如下面的Python例子：
<syntaxhighlight lang=Python>
for value in iterable:
</syntaxhighlight>
在Python中，可迭代者（iterable）是可以被转换成迭代器的一个对象，接着在这个codice_5循环期间从头至尾迭代它，这是隐含完成的。
在Smalltalk家族语言和受其启发的语言中，它们可以由搜集（collection）对象自身建立。比如下面Ruby例子：
<syntaxhighlight lang=Ruby>
iterable.each do |value|
end
</syntaxhighlight>
这种迭代风格有时叫做“内部迭代”，因为它的代码完全执行在可迭代对象的上下文（context）之内（它控制迭代的所有方面），而编程者只提供在每个步骤要执行的运算操作（使用匿名函数）。
支持列表推导式或类似构造的语言，还可以在结果列表的构造期间使用隐式迭代器，比如在Python中：
<syntaxhighlight lang=Python>
names = for person in roster if person.male
</syntaxhighlight>
有时隐式迭代只能做到部份的隐藏实质。C++语言有一些用于隐式迭代的函数模板，比如codice_6。这些函数仍要求显式的迭代器对象作为它们的初始输入，但是后续的迭代不将迭代器对象暴露给用户。
串流.
迭代器是对输入串流的一种有用的抽象，串流提供了潜在的无限可迭代的（但不必然可索引）的对象。一些语言，比如Perl和Python，将串流实现为迭代器。串流的可替代的实现包括数据驱动语言，比如AWK和sed。
迭代器分类.
迭代器范畴.
迭代器可以依据功能而归类，下面是迭代器范畴的一个（不完全）列表:
迭代器类型.
不同的语言或它们所具有的函数库定义了自己的迭代器的类型，下面是一个（不完全）列表：
语言范例.
C#.
在C#中，一种新形式的迭代器提供了函数语言程式设计中的生成器，使用codice_7
类似于Python中使用的codice_3
<syntaxhighlight lang="csharp">
// Method that takes an iterable input (possibly an array)
// and returns all even numbers.
public static IEnumerable<int> GetEven(IEnumerable<int> numbers)
</syntaxhighlight>
C++.
C++的STL可支持迭代器。
<syntaxhighlight lang="c++">
</syntaxhighlight>
Java.
Java JDK 1.2 版开始支持迭代器。每一个迭代器提供codice_9以及codice_10方法，同时也支持remove()。
<syntaxhighlight lang="java">
Iterator iter = list.iterator();
//Iterator<MyType> iter = list.iterator(); in J2SE 5.0
while (iter.hasNext())
</syntaxhighlight>
Python.
在Python中，迭代器是语言的基础部份，而在很多情况下是不可见的，因为它们隐含的用在了codice_5（foreach）语句、列表推导式和生成器表达式之中。Python标准内建的所有类型都支持迭代，还有很多支持它的类也是标准库的一部分。下面的例子展示典型的在序列（如列表、元组、字典、集合等）上的隐式迭代：
<syntaxhighlight lang=Python>
for value in sequence:
</syntaxhighlight>
Python字典（某种形式的关联数组），在字典返回了键（key）的时候，可以直接在其上进行迭代： 
<syntaxhighlight lang=Python>
for key in dictionary:
</syntaxhighlight>
或者在字典codice_12方法产生元组形式的对应键-值对的时候，在其上进行迭代：
<syntaxhighlight lang=Python>
for key, value in dictionary.items():
</syntaxhighlight>
但是迭代器也可以被显式的使用和定义。对于一个可迭代的序列类型或类，内建的函数codice_13可用来建立一个迭代对象。接着可以通过codice_9函数对这个迭代对象进行迭代；这个函数在内部使用codice_15方法，它返回这个容器中的下一个元素。（前面的叙述适用于Python 3.x，在Python 2.x中要使用等价的codice_9方法。）当没有元素剩余的时候，引发codice_17异常。下面的例子展示与前例等价的使用显式迭代器的在序列上的迭代：
<syntaxhighlight lang=Python>
it = iter(sequence)
while True:
</syntaxhighlight>
任何用户定义的类都可以通过定义返回迭代器对象的codice_18方法，支持标准迭代（无论隐式还是显式）。接着迭代器对象需要定义返回下一个元素的codice_15方法。
Python生成器实现了这个迭代协议。
Ruby.
Ruby程序员可以用yield关键字定义迭代器，又将迭代器和生成器分开。
<syntaxhighlight lang="ruby">
0..42.each do |n|
end
</syntaxhighlight>
...以及...
<syntaxhighlight lang="ruby">
for n in 0..42
end
</syntaxhighlight>
Rust.
使用Rust可以对向量的元素进行迭代，或者创建自己的迭代器。每个迭代器都有适配器(map，filter，skip，take……)。
<syntaxhighlight lang="rust">
for n in 0..42 {
</syntaxhighlight>
fibonacci()下面是一个自定义迭代器。
<syntaxhighlight lang="rust">
for i in fibonacci().skip(4).take(4) {
</syntaxhighlight>