为什么 Iterator::next 返回一个选项而不仅仅是一个项目？答案

【问题标题】：Why does Iterator::next return an Option instead of just an item?为什么 Iterator::next 返回一个选项而不仅仅是一个项目？
【发布时间】：2018-11-04 19:41:37
【问题描述】：

在我看来，一个选项是否是正确的返回类型应该取决于实现者。

我注意到当我尝试过滤或对项目使用其他收集方法时，它会消失。这仅仅是has_next 的替代品吗？它不会对性能/内存产生潜在影响吗？

【问题讨论】：

[].iter().next() 应该怎么做？
“它不会有潜在的性能/内存影响吗？”没有更多的任何
@trentcl 我想这是 Rust 中的一个优先事项，以避免对耗尽的迭代器产生恐慌。其他语言使用 has_next 然后在 next 上恐慌。在一个相当低级的结构上，这感觉就像是一个很大的开销。
@Stargateur 如果您在字节 (u8) 上创建迭代器，您将创建尽可能多的 Somes 有字节。
@thoredge 不，每次一个条目最多额外增加 8 个字节（通常甚至 0 个字节）；移动到下一个 Item 删除前一个。

标签： iterator rust

【解决方案1】：

因为它需要某种方式来与调用者沟通没有什么可输出的。

fn main() {
    let mut it = vec![1, 2, 3].into_iter();
    assert_eq!(it.next(), Some(1));
    assert_eq!(it.next(), Some(2));
    assert_eq!(it.next(), Some(3));
    assert_eq!(it.next(), None); // End of iterator.
}

至于假设的has_next，它可能会使一些迭代器设计复杂化，因为它要求迭代器知道是否还有其他元素。这可能需要迭代器计算下一个元素，然后将其存储在某个地方。也有可能忘记调用has_next，或者调用却忽略结果。

next 返回一个Option，这都不是问题；迭代器可以计算下一项并将其返回，同时使调用者不可能忘记确保返回的值实际上包含某些内容。

不让你做的一件事是“窥视”迭代器以查看是否还有更多内容，然后根据该答案更改逻辑，没有实际消耗下一项。但是，这就是 peekable 组合器的用途，它为您提供相当于传统的 has_next: peek().is_some()。

关于您对性能的担忧：我从未见过任何迹象表明存在任何惩罚。任何正确使用迭代器的东西必须检查它是否已经到达末尾。至于空间，Rust 迭代器不需要缓存下一项，因此它们可能与使用 has_next 的语言的迭代器大小相同或更小。

最后，如 cmets 中所述，Option 未分配堆。 None 相当于 false 后跟一些未初始化的空间（因为里面没有任何内容），Some(v) 相当于 true 后跟 v。

【讨论】：

我的意思是，这感觉是一种非常昂贵的方式。如果你在字节（u8）上创建一个迭代器，你将创建尽可能多的 Somes 有你有字节。
@thoredge：如果您使用has_next，您将创建与字节数一样多的bools。
@thoredge：等一下，你是不是觉得Option是堆分配的？
@thoredge 一个Option<i32> 本质上（就布局而言）是一个(bool, i32) 元组。 bool 和 i32 可能会在寄存器中返回，但大于 i32 的内容可能会保留在调用者的堆栈中并直接写入那里； this question 有更多信息。
@thoredge：另外，如果Option<T> 中的T 是一种永远不会有全零位模式的类型，the compiler can optimize the tag out entirely。例如，Option<&Foo> 与 &Foo 的大小相同。