Что такое итераторы и генераторы, чем они отличаются?

Итератор – это интерфейс, позволяющий перебирать элементы последовательности. Он используется, например, в цикле for … in …, но этот механизм скрыт от глаз разработчика. При желании итератор можно получить «в сыром виде», воспользовавшись функцией iter().

Чтобы получить следующий элемент коллекции или строки, нужно передать итератор функции next().

Под капотом функциональность реализуется в методах __iter__ и __next__.

Итераторы и генераторы, Что такое итераторы и генераторы, чем они отличаются?

Пример простого итератора:

class SimpleIterator:
    def __iter__(self):
        return self

    def __init__(self, limit):
        self.limit = limit
        self.counter = 0

    def __next__(self):
        if self.counter < self.limit:
            self.counter += 1
            return 1
        else:
            raise StopIteration

simple_iter = SimpleIterator(5)

for i in simple_iter:
    print(i)
# 1
# 1
# 1
# 1
# 1

На базе итераторов в языке появились новые элементы синтаксического сахара: выражения-генераторы и генераторы коллекций. Они позволяют устанавливать условия для отбора.

numbers = range(10)
squared = [n ** 2 for n in numbers if n % 2 == 0]
print(squared)   # [0, 4, 16, 36, 64]

В этом примере из списка чисел отбираются четные числа, а в финальную коллекцию вносятся их квадраты.

Выражения-генераторы не создают целый список заданной длины сразу, а добавляют элементы по мере необходимости.

Очевидно, что генераторы могут выполнять работу функций map и filter. Более того, они справляются с этой задачей эффективнее.