21-迭代器

7.4　迭代器

在第1章中我们对迭代器已经有了一些了解。重申一下，迭代器兼容任意普通类型，可以通过以下3种方式遍历集合类型中的元素：self、&self及&mut self。它们并非新概念，诸如C++和Python这类主流语言也包含类似的概念，它们起初看起来会让人感到惊讶，因为它们的存在形式是某种关联类型特征。在Rust中，处理集合类型时经常会用到迭代器。

为了了解它的工作机制，让我们来看一看std::iter模块中的Iterator特征定义：

pub trait Iterator {
    type Item;
    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item>;
    // 省略了其他默认方法
}

Iterator特征是一个关联类型特征，它要求为任何实现的类型定义两个元素。第1个是关联类型Item，它指定了迭代器产生的元素。第2个是next方法，每当我们需要从迭代的类型中读取一个值时会调用它。在这里我们省略了其他方法，因为它们具有默认实现。要让类型支持迭代，我们只需指定Item类型，并实现next方法。其他所有具有默认实现的方法都可用于该类型。这种方式使迭代器实现了非常强大的抽象。

Iterator特征具有一个名为IntoIterator的兄弟特征，它由想要转换为迭代器的类型实现，并提供了into_iter方法，该方法通过self获取实现类型从而使用该类型的元素。

让我们为某个自定义类型实现Iterator特征，如果该类型不是集合，那么请先确定要在数据类型中迭代的内容，然后创建一个保存迭代器任意状态的包装器结构体。通常，我们会发现迭代器是为某些包装器类型实现的，它通过所有权或者可变或不可变引用来引用集合类型中的元素。将类型转换为迭代器的方法也遵循常规的命名约定。

• iter()通过引用获取元素。
• iter_mut()用于获取元素的可变引用。
• into_iter()用于获取值的所有权，并在完全迭代后使用实际类型，原始集合将无法再访问。

实现Iterator特征的类型可以在for循环中使用，并且可以调用相关元素的next方法。考虑如下for循环代码：

for i in 0..20 {
    // do stuff
}

上述包含语法糖的代码可以转换成如下形式：

let a = Range(..);
while let Some(i) = a.next() {
    // do stuff
}

它将重复调用a.next()直到它和Some(i)变体相匹配。当它匹配的结果是None时，迭代将停止。