[!info] related notes

• 所属 MOC：错误与资源 · 标准库 · 学习路线
• 前置概念：Trait、集合、闭包
• 后续概念：闭包、性能
• 容易混淆：手写 for 索引

Rust 迭代器

这个概念为什么出现

处理集合的标准方式不应是满屏下标。
Iterator 把“如何产生下一个元素”抽象出来，适配器（map/filter）惰性组合，消费者（collect/sum）触发执行。

[!abstract] 一句话理解 实现 Iterator 的类型可产生一系列 Item；适配器惰性变换流；collect 等消费者强制求值。

最小可运行示例

场景：订单金额——筛选大额并计算税费后总额

财务任务：金额列表中筛 >=100 的订单，加 10% 税后求和。

// 业务意图：筛选大额订单并计税汇总。
// 教学点：iter/map/filter/sum 惰性链；闭包捕获。

fn main() {
    let amounts = [50_u32, 120, 80, 200];
    let taxed_total: u64 = amounts
        .iter()
        .copied()
        .filter(|a| *a >= 100)
        .map(|a| u64::from(a) + u64::from(a) / 10) // 每笔按整数单位向下取整
        .sum();
    println!("taxed_total={taxed_total}");
}

建议运行：cargo run

期望输出：

taxed_total=352

（120→132，200→220，和 352）。此处四个 u32 输入用 u64 汇总足够；任意长度的金额流仍需检查总和溢出，并明确按笔还是汇总后舍入。

结合场景再看三个关注点

1. 中间步骤不建临时 Vec（直到需要）
2. 可读的数据管道
3. 类型由 sum/collect 注解引导

核心概念与准确模型

trait Iterator {
    type Item;
    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item>;
}

• iter：&T
• iter_mut：&mut T
• 拥有的 Vec 上 into_iter() 产出 T；&Vec<T> 上则产出 &T，IntoIterator 不统一等于移动元素

map/filter 的闭包随消费执行，构造适配器不会遍历全部输入；但调用前的参数表达式仍会求值。for、next、sum、find 等都可消费，不必先 collect。

Iterator 本身不保证返回 None 后永远结束，需此保证可用 fuse / FusedIterator。collect::<Result<Vec<_>, E>>() 在首个 Err 短路，后续元素不再处理；此前副作用不会回滚。

设计动机

• 统一遍历协议
• 优化友好的惰性融合（实现可优化）
• 函数式表达力 + 系统性能

边界与误区

• 忘了消费者导致“没执行”
• 在迭代同一集合时修改结构需遵守借用
• 无限迭代器要 take

[!warning] 常见误区：以为 map 立刻生成新 Vec 默认惰性；collect 才物化。

工程实践

1. 优先迭代器链表达变换
2. 热路径看汇编/基准，不盲信
3. 复杂链抽函数命名
4. 错误用 collect::<Result<Vec<_>,_>>() 模式

本节总结

• Iterator + 适配器 + 消费者
• 惰性默认
• 与闭包深度结合

自测题

1. iter 与 into_iter 区别？
2. 为何需要 collect 类型注解？

参考答案

1. Vec 的 iter 借用元素；IntoIterator 的产出取决于接收者是拥有值还是引用。
2. 可收集进多种目标类型，编译器需知道目标。

延伸阅读与资料来源

资料	类型	支撑内容
The Book — Iterators	官方书	迭代器
std::iter::Iterator	标准库	API