25.2 对比迭代器

生成器本质上跟迭代器是很像的。在 Rust 中，迭代器指的是实现了 std::iter::Iterator trait 的类型：

rust

pub trait Iterator {
    type Item;

    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item>;
    ...
}

这个 trait 最主要的一个方法就是 next 方法。每次调用，它都会返回下一个元素，迭代完成，就返回 None。使用方法如下：

rust

// 假设 it 是一个迭代器变量
while let Some(item) = it.next() {
    do_something(item);
}

next 方法接受的参数是&mut Self 类型。因为它每次调用的时候，都要修改内部的状态，只有这样，下一次调用的时候才会返回不同的内容。如果内部是指针，需要把指针指向容器的下一个元素；如果内部是索引，就需要更新索引的值。

迭代器也可以不指向任何容器，只要它满足 Iterator trait 这个接口即可。比如 std::ops::Range 这个类型，它代表一个前闭后开的区间，也可以进行迭代，只是每次调用 next 后它代表的区间就变了。

任何一个生成器，总能找到某种办法改写为功能相同的迭代器。还是以前面的 Fibonacci 数列为例，如果改成迭代器的样子，该像下面这样写：

rust

// 方案二
struct Fibonacci {
    curr: u64,
    next: u64,
}

impl Iterator for Fibonacci {
    type Item = u64;

    fn next(&mut self) -> Option<u64> {
        // 判断是否会溢出
        let new_next = self.curr.checked_add(self.next);

        if let Some(new_next) = new_next {
            // 先更新内部状态，再返回
            self.curr = self.next;
            self.next = new_next;
            Some(self.curr)
        } else {
            // 加法溢出，停止迭代
            None
        }
    }
}

fn fibonacci() -> Fibonacci {
    Fibonacci { curr: 1, next: 1 }
}

fn main() {
    let mut it = fibonacci();

    while let Some(i) = it.next() {
        println!("{}", i);
    }
}

这段代码同样也能实现打印 Fibonacci 数列的功能。请读者逐行逐字读一下 next 方法的逻辑，看清楚它是如何记录状态的，理解为什么每次调用 next 方法都会返回不同的值。这个示例在后文还会继续使用。

迭代器模式是一种典型的“拉”模式，它也经常被称为“惰性求值”（lazy evaluation）。生成器在这一点上与迭代器是一样的，也需要使用者调用方法把数据拉出来。它们一个用的是 next 方法，一个用的是 resume 方法，虽然方法的签名有所不同，但使用上差不多。

25.2 对比迭代器 ​

25.2 对比迭代器