如何判断一个可迭代对象是否只能迭代一次？

Question

像生成器这样的可迭代对象只能迭代一次：

def f():
  for i in range(10):
    yield i
a = f()
for x in a:
  print(x) # prints x
for x in a:
  print(x) # prints none

像list 这样的可迭代对象可以迭代多次：

a = list(range(10))
for x in a:
  print(x) # prints x
for x in a:
  print(x) # prints x

如何判断一个可迭代对象是否只能迭代一次？

这个问题的动机来自itertools.cycle的实现：

def cycle(iterable):
    # cycle('ABCD') --> A B C D A B C D A B C D ...
    saved = []
    for element in iterable:
        yield element
        saved.append(element)
    while saved:
        for element in saved:
              yield element

如果我们可以判断一个可迭代对象是否只能迭代一次，我们可以使实现更加节省内存：

def cycle(iterable):
    it = iterable
    if only_iterated_once(iterable):
       it = list(iterable)
    while True:
        for element in it:
              yield element

如果参数可以迭代多次，我们不需要保存额外的副本。

Answer 1

您的示例之间的主要区别在于，在生成器示例中，在循环发生之前创建了一个迭代器，然后使用了两次相同的迭代器。然而，在列表示例中，每个循环都使用了一个新的迭代器。

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在第一个示例中，生成器本身就是迭代器。当你这样做时

a = f()

对f 的调用会创建一个生成器（它是一个迭代器）。当您将a 提供给for 循环时，它们会在a 上调用iter，这返回自身。一个简短的 MCVE 很容易说明这一点：

l = [1]
i = iter(l)

j = iter(i)

print(i is j)  # Prints True

一个迭代器用于两个循环。这意味着到第二个循环开始时，共享迭代器已经耗尽。

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然而，在第二个示例中，当for 在a 上调用iter 时，每次都会创建一个新的迭代器；所以创建了两个迭代器。这意味着每个循环都使用自己的迭代器，因此第二个循环没有使用耗尽的迭代器。

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换句话说，判断的方法是考虑您是在每次使用时创建一个新的迭代器，还是多次使用旧的迭代器。