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# イテレータ
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イテレータは、コンテナの要素を取り出すためのオブジェクトです。
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```erg
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for! 0..9, i =>
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print! i
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```
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このコードは0から9までの数字を出力します。
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それぞれの数字(=Intオブジェクト)は`i`に代入され、`=>`以下の動作(=`print! i`)が実行されます。このような繰り返し実行のことを __イテレーション__ といいます。
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ではここで`for!`プロシージャの型シグネチャを見てみましょう。
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```erg
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for!: |T: Type, I <: Iterable T| (I, T => None) => None
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```
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第一引数は`Iterable`という型のオブジェクトを受け付けるようです。
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`Iterable`は`.Iterator`属性, `.iter`メソッドを要求メソッドに持つ型です。
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```erg
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Iterable T = Trait {
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.Iterator = {Iterator}
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.iter = Self(T).() -> Self.Iterator T
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}
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```
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`.Iterator`属性の型`{Iterator}`はいわゆるセットカインド(カインドは[こちら](./type/advanced/kind.md)で説明されています)です。
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```erg
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assert [1, 2, 3] in Iterable(Int)
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assert 1..3 in Iterable(Int)
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assert [1, 2, 3].Iterator == ArrayIterator
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assert (1..3).Iterator == RangeIterator
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log [1, 2, 3].iter() # <ArrayIterator object>
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log (1..3).iter() # <RangeIterator object>
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```
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`ArrayIterator`と`RangeIterator`はどちらも`Iterator`を実装するクラスで、`Array`, `Range`にイテレーション機能を与えるためだけに存在します。
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このようなデザインパターンをコンパニオンクラス[<sup id="f1">1</sup>](#1)と呼びます。
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そして`IteratorImpl`パッチがイテレーション機能のコアです。`Iterator`は`.next`メソッド1つだけを要求し、`IteratorImpl`は実に数十個のメソッドを提供します。`ArrayIterator`や`RangeIterator`は`.next`メソッドを実装するだけで`IteratorImpl`の実装メソッドを使うことができるわけです。この利便性から、標準ライブラリでは多数のイテレータが実装されています。
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```mermaid
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classDiagram
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class Array~T~ {
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...
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iter() ArrayIterator~T~
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}
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class Range~T~ {
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...
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iter() RangeIterator~T~
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}
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class Iterable~T~ {
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<<trait>>
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iter() Iterator~T~
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}
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Iterable~T~ <|.. Array~T~: Impl
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Iterable~T~ <|.. Range~T~: Impl
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class ArrayIterator~T~ {
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array: Array~T~
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next() T
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}
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class RangeIterator~T~ {
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range: Range~T~
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next() T
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}
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class Iterator~T~ {
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<<trait>>
|
|
next() T
|
|
}
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Iterator~T~ <|.. ArrayIterator~T~: Impl
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Iterator~T~ <|.. RangeIterator~T~: Impl
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Array <-- ArrayIterator
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Range <-- RangeIterator
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```
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`Iterable`のような、トレイト(この場合は`Iterator`)を静的ディスパッチでありながら統一的に扱えるインターフェースを提供する型をコンパニオンクラスアダプターと呼びます。
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<span id="1" style="font-size:x-small"><sup>1</sup> このパターンには統一された名前がないようであるが、Rustでは[companion struct pattern](https://gist.github.com/qnighy/be99c2ece6f3f4b1248608a04e104b38#:~:text=%E3%82%8F%E3%82%8C%E3%81%A6%E3%81%84%E3%82%8B%E3%80%82-,companion%20struct,-%E3%83%A1%E3%82%BD%E3%83%83%E3%83%89%E3%81%A8%E3%80%81%E3%81%9D%E3%81%AE)と呼ばれており、それになぞらえて命名した。[↩](#f1) </span>
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<p align='center'>
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<a href='./15_type.md'>Previous</a> | <a href='./17_mutability.md'>Next</a>
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</p>
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