Python for循环工作原理是什么？为何遍历删元素会迭代异常

Python 中遍历列表的for循环，底层依赖列表迭代器实现：

• 循环启动时，会先对列表调用iter()拿到迭代器，迭代器内部维护一个从0开始的位置计数器
• 每轮循环自动调用迭代器的next()方法，按计数器的值取列表对应位置的元素，之后计数器自增1
• 当计数器的值大于等于列表当前长度时，触发StopIteration异常，循环直接终止
  重点：迭代器不会在每轮循环时重置计数器，也不会感知列表长度变化带来的元素位置偏移

问题出在遍历原列表的同时直接删除列表元素，触发了索引错位，以第四次while循环的执行为例：

1. 进入第四次迭代时，array初始值为[[1,1,0], [2,2,0], [3,3,0]]，长度为3，迭代器计数器初始为0
2. 第一轮for循环：取索引0的元素[1,1,0]，判断第三个值为0，执行del array[0]，此时列表元素自动向前移位，变为[[2,2,0], [3,3,0]]，执行continue，手动维护的index变量保持0不变
3. 第二轮for循环：迭代器计数器自增到1，取当前列表索引1的元素[3,3,0]，判断第三个值为0，执行del array[0]（此时index值仍为0），列表变为[[3,3,0]]，再次执行continue，index保持0
4. 第三轮for循环未触发：迭代器计数器自增到2，但此时列表长度仅为1，计数器值已大于等于列表长度，直接触发循环终止条件，因此仅能观察到2次迭代打印。

禁止在遍历原列表时直接删除元素，任选以下一种方案即可：

• 方案1：遍历列表的浅拷贝，删除操作作用于原列表，不会干扰遍历流程

import time
array = [[1, 1, 3], [2, 2, 3], [3, 3, 3]]

while True:
    time.sleep(1)
    print(array)
    # 遍历列表副本，原列表修改不影响遍历进度
    for proxy in array.copy():
        print("iteration")
        if proxy[2] == 0:
            array.remove(proxy)
            continue
        proxy[2] -= 1
    print("\n")

• 方案2：倒序遍历列表，删除元素时不会影响未遍历元素的索引位置

import time
array = [[1, 1, 3], [2, 2, 3], [3, 3, 3]]

while True:
    time.sleep(1)
    print(array)
    # 从最后一个元素向前遍历
    for i in range(len(array)-1, -1, -1):
        print("iteration")
        proxy = array[i]
        if proxy[2] == 0:
            del array[i]
            continue
        proxy[2] -= 1
    print("\n")

• 方案3：用列表推导式直接生成过滤后的新列表，逻辑更简洁不易出错

import time
array = [[1, 1, 3], [2, 2, 3], [3, 3, 3]]

while True:
    time.sleep(1)
    print(array)
    # 先统一扣减计数，再过滤掉计数为0的元素
    for proxy in array:
        print("iteration")
        proxy[2] -= 1
    array = [p for p in array if p[2] > 0]
    print("\n")

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Timur