大家都用过for循环，但是大家知道Python for循环背后的工作原理吗？本文就带大家详细探究Python for循环是如何工作的以及iterable和iterator的概念。
首先我们来看一下，如果不用for循环，是否还有其它的遍历方式。一种方法就是用类似C语言中通过索引进行访问：
colors = ["red", "green", "blue", "purple"]
i = 0
while i < len(colors):
print(colors[i])
i += 1
对于list这么做没问题，但是如果遍历对象是set就行不通了：
>>> colors = {"red", "green", "blue", "purple"}
>>> i = 0
>>> while i < len(colors):
... print(colors[i])
... i += 1
...
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 2, in <module>
TypeError: 'set' object does not support indexing
问题就出在，这种方法只能用在序列对象上，也就是能通过索引进行访问的数据结构，比如list，string，tuple等。但是对于dictionary，set这些非序列结构就无能为力了。
Iterable
在Python的世界中，一个iterable就是可以用过for循环进行遍历的对象。Iterable不一定具有索引，也不一定有长度，甚至不一定是有限长度的。
下面就是一个无限长的iterable的例子，它包含了所有5的倍数：
from itertools import count
multiples_of_five = count(step=5)
当我们用for对其进行遍历时，可以这样做：
for n in multiples_of_five:
if n > 100:
break
print(n)
如果我们把break去掉的话，这个循环就会永远进行下去。
Iterable和Iterator
我们知道iterable是什么了，但是它在Python中是如何工作的呢？
Python中有一个内建函数iter，任何iterable传进去都会获得其对应的iterator。
>>> iter(['some', 'list'])
<list_iterator object at 0x7f227ad51128>
>>> iter({'some', 'set'})
<set_iterator object at 0x7f227ad32b40>
>>> iter('some string')
<str_iterator object at 0x7f227ad51240>
然而iterator究竟是什么呢？简单地说，iterator只完成一个功能，那就是在遍历中返回下一个元素。
我们可以从任意iterable获取一个iterator：
>>> iterator = iter('hi')
然后利用next内建函数去获取下一个元素：
>>> next(iterator)
'h'
>>> next(iterator)
'i'
>>> next(iterator)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration
如果遍历结束了，即没有下一个元素了，next函数会抛出一个StopIteration异常。
Iterator同时也是iterable
将iterable传入iter函数可以得到一个iterator。同时，如果将一个iterator传入iter函数，得到的结果就是这个iterator本身。这意味着，iterator本身也是iterable。
>>> iterator = iter('hi')
>>> iterator2 = iter(iterator)
>>> iterator is iterator2
True
Iterator协议
在Python中，所有的iterator都遵循一套相同的协议：
1 一个iterable传入iter函数后可以得到对应的iterator。
2 iterator可以作为参数传入next函数，返回下一个元素或者抛出StopIteration异常。
3 当作iterator为参数传入iter函数时返回自身。
上述规则反过来也是成立的：
1 任何对象如果可以作为参数传入iter并且没有异常，则该对象是iterable。
2 任何对象如果可以作为参数传入next并且没有异常（StopIteration除外），则该对象是iterator。
3 任何传入iter并得到其自身的对象是iterator。
对iterator进行遍历
下面这段代码对一个iterable进行遍历，并打印其中的每一个元素：
def print_each(iterable):
iterator = iter(iterable)
while True:
try:
item = next(iterator)
except StopIteration:
break # Iterator exhausted: stop the loop
else:
print(item)
任意iterable都可以作为该函数的参数：
>>> print_each({1, 2, 3})
1
2
3
事实上，上面这段代码和下面使用for的代码是等价的：
def print_each(iterable):
for item in iterable:
print(item)
在for循环中Python会自动实现我们手工实现的功能：调用iter去获取下一个元素，直到遇到StopIteration异常。
这就是隐藏在Python for循环背后的秘密，小伙伴们，你们get到了吗？
