在Rust中实现Iterator和IntoIterator特征
迭代器是一种强大的工具，它允许对数据结构进行有效的迭代，并且在许多编程语言中都实现了迭代器。然而，rust独特的所有权系统在如何实现和使用迭代器方面产生了有趣的差异。在本文中，我们将通过创建和实现最常用的迭代器特征——iterator和intoiterator，来探索这些差异。
假设你有一个这样的结构体：
pub struct todos { pub list: vec,}pub struct todo { pub message: string, pub done: bool,}如果我们希望遍历这个vec中的每个todo，我们可以简单地使用它的list属性并遍历它的元素，但是，如果我们想迭代todos本身，而不暴露其内部属性，该怎么办呢？
iterator
在rust中，与python等语言类似，迭代器是惰性的。这意味着除非对它们进行迭代(也就是消耗它们)，否则它们是无效的。
let numbers = vec![1, 2, 3];let numbers_iter = numbers.iter();上面的代码创建了一个迭代器——但没有对它做任何操作。要使用迭代器，我们应该创建一个for循环，如下所示：let numbers = vec![1, 2, 3];let numbers_iter = numbers.iter();for number in numbers { println!({}, number)}
还有其他方法可以用来创建迭代器。例如，每次在rust中使用map()时，我们都在创建一个迭代器。
迭代器 vs 可迭代对象
如前所述，vector是一个可迭代对象。这意味着我们可以对它们进行迭代；但更准确地说，这意味着我们可以使用vec来创建iterator。例如，vec可以生成一个迭代器，但它本身不是迭代器。
创建迭代器
让我们回到todos结构体看看我们如何创建一种方法来迭代它的元素。todos有一个字段列表，它是一个vec。
在rust中，iterator是一个trait，其中包含一些方法，例如next()，它负责获取集合的下一个元素并返回它，或者如果我们已经到达集合的末尾则返回none。它的实现大致如下：
trait iterator { type item; fn next(&mut self) -> option;}然后，我们可以创建一种方法来遍历todos列表字段的元素，编写一个自定义的next()函数。这样做的逻辑很简单——我们可以在伪代码中这样做：function next() { if index option { if self.index self { todos { list, index: 0 }}
然而，这种方法感觉不太对……
在结构体中存储索引字段并不理想，索引用于在迭代器中存储当前状态，因此它应该是迭代器的一部分，而不是结构体的一部分。这就是为什么我们要创建一个迭代器类型——它将存储索引属性——并为该类型实现iterator特性的原因。
todoiterator
首先，我们需要创建一个迭代器类型：
struct todositerator { todos: &'a todos, index: usize,}
注意这里的生命周期注释，todositerator有一个todos字段，它引用了一个todos。当我们处理引用时，我们需要确保这个字段指向有效的东西——这里就需要生命周期参数。
todositerator结构体在此的生命周期是'a，基本上，我们使用这个符号来指定迭代器的todos字段需要具有相同的生命周期。这样，我们就可以确保它不能引用已被删除的todos结构体。
接下来我们来实现todositerator的迭代器：
impl iterator for todositerator { type item = &'a todo; fn next(&mut self) -> option { if self.index todositerator { todositerator { todos: self, index: 0, } }}// now we can iterate:for todo in todos.iter() { println!({}, todo); // each todo is a &todo, and is immutable}
intoiterator
intoiterator与iterator特性有点不同，它有一个单一方法into_iter()返回覆盖数据的迭代器。这使得所有实现intoiterator的类型都可以转换为iterator。
让我们来理解它的实现：
pub trait intoiterator { type item; type intoiter: iterator; fn into_iter(self) -> self::intoiter;}
这里有一些关键的点：
1，item类型参数是迭代器将生成的元素的类型。
2，intoiter类型参数是into_iter方法返回的迭代器的类型。这个类型必须实现iterator trait，并且它的item的类型必须与intoiterator的item的类型相同。
3，into_iter方法接受self作为参数，这意味着它使用原始对象并返回一个遍历其元素的迭代器。
怎么实现呢？你可能认为我们可以重用todositerator——然而，我们不能这样做，因为它需要&todos，而且这里需要获得迭代对象的所有权。那么让我们创建另一个迭代器来完成它：
pub struct todosintoiterator { todos: todos}
todosintoiterator和todositerator的区别在于，这里我们没有使用引用，而是获取所有权并返回每个元素本身——这就是为什么我们不再需要生命周期注释了。而且也没有索引来保存状态，我们很快就会看到原因。
遵循intoiterator trait的定义，我们可以为todos实现它：
impl intoiterator for todos { type item = todo; type intoiter = todosintoiterator; fn into_iter(self) -> todosintoiterator { todosintoiterator { todos: self } }}然而，在此之前，我们需要实现todosintoiterator的iterator(还记得类型参数吗?)来描述我们将如何迭代它。impl iterator for todosintoiterator { type item = todo; fn next(&mut self) -> option { if self.todos.list.len() == 0 { return none; } let result = self.todos.list.remove(0); some(result) }}
这个实现与我们为todositerator所做的略有不同，我们利用了rust中存在的用于vecs的remove()方法。该方法移除位置n处的元素并将其返回给我们，并给出其所有权(这对于返回todo而不是&todo是必要的)。由于这个方法的工作方式，我们总是可以使用“0”来返回第一个元素，而不是存储一个状态并按顺序增加它。
现在，我们完成了！这两种实现使我们能够以两种不同的方式迭代todos：
1，引用的方式(&todos)
for todo in todo_list.iter() { println!({}, todo);// todo is a &todo}2，获取所有权的方式for todo in todo_list { println!({}, todo); // todo is a todo}
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pub struct todos { pub list: vec,}pub struct todo { pub message: string, pub done: bool,}如果我们希望遍历这个vec中的每个todo，我们可以简单地使用它的list属性并遍历它的元素，但是，如果我们想迭代todos本身，而不暴露其内部属性，该怎么办呢？
iterator
在rust中，与python等语言类似，迭代器是惰性的。这意味着除非对它们进行迭代(也就是消耗它们)，否则它们是无效的。
let numbers = vec![1, 2, 3];let numbers_iter = numbers.iter();上面的代码创建了一个迭代器——但没有对它做任何操作。要使用迭代器，我们应该创建一个for循环，如下所示：let numbers = vec![1, 2, 3];let numbers_iter = numbers.iter();for number in numbers { println!({}, number)}
还有其他方法可以用来创建迭代器。例如，每次在rust中使用map()时，我们都在创建一个迭代器。
迭代器 vs 可迭代对象
如前所述，vector是一个可迭代对象。这意味着我们可以对它们进行迭代；但更准确地说，这意味着我们可以使用vec来创建iterator。例如，vec可以生成一个迭代器，但它本身不是迭代器。
创建迭代器
让我们回到todos结构体看看我们如何创建一种方法来迭代它的元素。todos有一个字段列表，它是一个vec。
在rust中，iterator是一个trait，其中包含一些方法，例如next()，它负责获取集合的下一个元素并返回它，或者如果我们已经到达集合的末尾则返回none。它的实现大致如下：
trait iterator { type item; fn next(&mut self) -> option;}然后，我们可以创建一种方法来遍历todos列表字段的元素，编写一个自定义的next()函数。这样做的逻辑很简单——我们可以在伪代码中这样做：function next() { if index option { if self.index self { todos { list, index: 0 }}
然而，这种方法感觉不太对……
在结构体中存储索引字段并不理想，索引用于在迭代器中存储当前状态，因此它应该是迭代器的一部分，而不是结构体的一部分。这就是为什么我们要创建一个迭代器类型——它将存储索引属性——并为该类型实现iterator特性的原因。
todoiterator
首先，我们需要创建一个迭代器类型：
struct todositerator { todos: &'a todos, index: usize,}
注意这里的生命周期注释，todositerator有一个todos字段，它引用了一个todos。当我们处理引用时，我们需要确保这个字段指向有效的东西——这里就需要生命周期参数。
todositerator结构体在此的生命周期是'a，基本上，我们使用这个符号来指定迭代器的todos字段需要具有相同的生命周期。这样，我们就可以确保它不能引用已被删除的todos结构体。
接下来我们来实现todositerator的迭代器：
impl iterator for todositerator { type item = &'a todo; fn next(&mut self) -> option { if self.index todositerator { todositerator { todos: self, index: 0, } }}// now we can iterate:for todo in todos.iter() { println!({}, todo); // each todo is a &todo, and is immutable}
intoiterator
intoiterator与iterator特性有点不同，它有一个单一方法into_iter()返回覆盖数据的迭代器。这使得所有实现intoiterator的类型都可以转换为iterator。
让我们来理解它的实现：
pub trait intoiterator { type item; type intoiter: iterator; fn into_iter(self) -> self::intoiter;}
这里有一些关键的点：
1，item类型参数是迭代器将生成的元素的类型。
2，intoiter类型参数是into_iter方法返回的迭代器的类型。这个类型必须实现iterator trait，并且它的item的类型必须与intoiterator的item的类型相同。
3，into_iter方法接受self作为参数，这意味着它使用原始对象并返回一个遍历其元素的迭代器。
怎么实现呢？你可能认为我们可以重用todositerator——然而，我们不能这样做，因为它需要&todos，而且这里需要获得迭代对象的所有权。那么让我们创建另一个迭代器来完成它：
pub struct todosintoiterator { todos: todos}
todosintoiterator和todositerator的区别在于，这里我们没有使用引用，而是获取所有权并返回每个元素本身——这就是为什么我们不再需要生命周期注释了。而且也没有索引来保存状态，我们很快就会看到原因。
遵循intoiterator trait的定义，我们可以为todos实现它：
impl intoiterator for todos { type item = todo; type intoiter = todosintoiterator; fn into_iter(self) -> todosintoiterator { todosintoiterator { todos: self } }}然而，在此之前，我们需要实现todosintoiterator的iterator(还记得类型参数吗?)来描述我们将如何迭代它。impl iterator for todosintoiterator { type item = todo; fn next(&mut self) -> option { if self.todos.list.len() == 0 { return none; } let result = self.todos.list.remove(0); some(result) }}
这个实现与我们为todositerator所做的略有不同，我们利用了rust中存在的用于vecs的remove()方法。该方法移除位置n处的元素并将其返回给我们，并给出其所有权(这对于返回todo而不是&todo是必要的)。由于这个方法的工作方式，我们总是可以使用“0”来返回第一个元素，而不是存储一个状态并按顺序增加它。
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1，引用的方式(&todos)
for todo in todo_list.iter() { println!({}, todo);// todo is a &todo}2，获取所有权的方式for todo in todo_list { println!({}, todo); // todo is a todo}
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