Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day88：イテレータの仕組み

Python

【本日のミッション】

Day87ではジェネレーターと yield の基本を学びました。

今日は Python のデータ処理の核となる イテレータ（iterator）とイテラブル（iterable） の仕組みを理解していきます。

これを理解すると「for 文の裏側」「ジェネレーターとの関係」「内包表記の正体」が一気にわかる超重要テーマです。

イテラブル（iterable）とは？

まずは前提となる「イテラブル」から。

for で回せるものはすべてイテラブル。

例：

  • list

  • tuple

  • dict

  • set

  • str

  • range

  • ファイルオブジェクト

Python の定義としては、

👉 iter() を呼び出せるもの

がイテラブルです。

iter([1, 2, 3]) # OK
iter("abc")     # OK

イテレータ（iterator）とは？

イテラブルから iter() を使って取り出されるオブジェクト のこと。

特徴は2つ：

  1. __iter__() を持つ

  2. __next__() を持つ ← ここが重要！

next() を呼ぶと「次の値」が返ってくる。

イテラブル → イテレータ への変換

nums = [10, 20, 30]
it = iter(nums)

print(next(it))
print(next(it))
print(next(it))

出力結果

10
20
30

リストそのものはイテレータではないが、iter() によってイテレータになる。

next() と StopIteration

イテレータは次の要素がなくなると StopIteration 例外 を送出する。

nums = iter([1, 2, 3])
print(next(nums))
print(next(nums))
print(next(nums))
print(next(nums)) # ここで StopIteration

for 文の裏側

for 文は内部で次のように動く：

it = iter(obj)
while True:
    try:
        v = next(it)
        # v を使った処理
    except StopIteration:
        break

つまり、イテレータを自動的に next() で繰り返しているだけ。

ジェネレーターは「イテレータ」

Day87で扱ったジェネレーターは実は 自作できるイテレータ。

  • __iter__() を持つ

  • __next__() を持つ

  • yield 実行位置を記憶できる

そのため for 文・next() でスムーズに扱える。

自作イテレータ（クラス版）

ジェネレーターを使わず、クラスでイテレータを作ることも可能。

class CountUp:
    def __init__(self, limit):
        self.n = 0
        self.limit = limit

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self):
        if self.n >= self.limit:
            raise StopIteration
        value = self.n
        self.n += 1
        return value

for v in CountUp(3):
    print(v)

出力結果

0
1
2

イテラブルとイテレータの違い

種類 条件 例
イテラブル（iterable） iter() を呼べる list, str, set, dict, range
イテレータ（iterator） next() が使える iter(list), ファイルオブジェクト, ジェネレーター

練習問題

次のコードの出力として正しいものを選びなさい。

nums = [1, 2, 3]
it = iter(nums)

print(next(it))
print(next(it))
print(next(it))
print(next(it))

選択肢

A)

1
2
3
4

B)

1
2
3
StopIteration

C)

1
2
StopIteration
3

D)

エラーになる

解答

B)

1
2
3
StopIteration

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解説

  • 3 つの値を取り出した後に next(it) を呼ぶ

  • 要素がないため StopIteration が発生する

👉 正解は

B)

1
2
3
StopIteration

✅ポイント

  • イテラブルとは iter() を呼べるオブジェクト

  • イテレータとは next() で値を取り出せるオブジェクト

  • for 文の裏側では iter() → next() を繰り返している

  • ジェネレーターは自作できるイテレータ

  • イテレータは StopIteration を送出して終了する

次回予告

Day89では Pythonコードの最適化と可読性改善（PEP8） を扱います。

参考

Python 3 エンジニア認定基礎試験 – Odyssey CBT
Python3 エンジニア認定基礎試験 出題範囲と学習プラン
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Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day2：変数の型（int型とstr型）
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Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day51：else, finally の使い方
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Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day53：例外クラスの継承構造
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day54：ZeroDivisionError / ValueError など代表例
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day55：try構文のネストと例外伝播
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day56：独自例外クラスの作成
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day57：例外処理のベストプラクティス
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day58：例外とロギング（loggingモジュール）
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day59：モジュールの基本（再確認）＋ファイル操作導入
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day60：open(), read(), write() の基本
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day61：with構文での安全なファイル操作
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day62：ファイル読み書き（テキストファイル）
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day63：ファイル読み書き（CSVファイル）
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day64：JSONの読み書き（jsonモジュール）
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day65：ファイル存在チェック（os, pathlib）
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day66：バイナリファイルの扱い
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day67：ファイル操作の例外処理と安全設計
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day68：クラスの基本（classとインスタンス）
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day69：init（コンストラクタ）の使い方
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day70：メソッドと属性
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day71：クラス変数とインスタンス変数の違い
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day72：継承（Inheritance）の基本
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day73：オーバーライドと super() の使い方
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day74：多重継承の注意点
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Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day76：クラスメソッドと静的メソッド（@classmethod, @staticmethod）
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day77：特殊メソッド（str, repr, len など）
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day78：カプセル化（private変数とアクセス制御）
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day79：デコレータ（@property）の使い方
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day80：名前空間とスコープの再確認
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day81：sys.argv とコマンドライン引数
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day82：itertools の使い方
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day83：collections（Counter, defaultdict, namedtuple）
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day84：functools（lru_cache,reduceの再確認）
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day85：リスト内包表記の応用
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day86：辞書内包表記と集合内包表記
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day87：ジェネレーターと yield の基本
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day88：イテレータの仕組み
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day89：Pythonコードの最適化と可読性改善（PEP8）

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