Для чего используется метод __next__ в Python

Что проверяют

Понимаете ли вы протокол итерации, на котором держатся for, генераторы, zip и распаковка. Почти всегда следом просят объяснить разницу между итерируемым объектом и итератором или написать свой итератор на доске.

Как отвечать

__next__ возвращает следующий элемент итератора, а когда элементы кончились, выбрасывает StopIteration. Напрямую его обычно не вызывают: встроенная next(it) вызывает его за вас, а next(it, default) вместо исключения вернёт значение по умолчанию.

Покажите, что происходит внутри for x in obj:

• интерпретатор вызывает iter(obj), то есть obj.__iter__(), и получает итератор;
• на каждом шаге вызывает у итератора __next__() и кладёт результат в x;
• StopIteration перехватывается молча, и цикл завершается.

Отсюда различие двух ролей:

• итерируемый объект (list, dict, str): по запросу выдаёт новый итератор через __iter__, поэтому по нему можно пройти сколько угодно раз;
• итератор: хранит позицию, реализует __next__, а его __iter__ возвращает self. Он одноразовый: после исчерпания второй проход пуст. По протоколу, раз выбросив StopIteration, он обязан выбрасывать его и дальше.

Руками __next__ пишут редко. Генератор с yield реализует протокол сам, и почти всегда он короче и надёжнее класса. С Python 3.7 (PEP 479) StopIteration, вылетевший внутри генератора, превращается в RuntimeError, чтобы цикл не обрывался незаметно. Асинхронный аналог это __anext__ и async for.

Где спотыкаются

Делают коллекцию собственным итератором: __iter__ возвращает self, а позиция хранится в самом объекте. Второй for по тому же объекту ничего не выдаёт, а вложенные циклы ломают друг друга.

Забывают raise StopIteration и в конце возвращают None. Цикл становится бесконечным, а list(obj) съедает всю память.

Удивляются, что повторный list(gen) возвращает пустой список. Генератор тоже итератор и тоже исчерпывается.