<?xml version="1.0" encoding="utf-8" standalone="yes"?><rss version="2.0" xmlns:atom="http://www.w3.org/2005/Atom" xmlns:content="http://purl.org/rss/1.0/modules/content/" xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"><channel><title>Iterator on Opensource internals</title><link>https://articles.9j.nz/tags/iterator/</link><description>Posts filed under Iterator on Opensource internals.</description><generator>Hugo</generator><language>en-US</language><managingEditor>Jay Hubbert</managingEditor><lastBuildDate>Tue, 20 Oct 2026 09:00:00 +0000</lastBuildDate><atom:link href="https://articles.9j.nz/tags/iterator/index.xml" rel="self" type="application/rss+xml"/><item><title>CPython's Iterator Implementation in C</title><link>https://articles.9j.nz/posts/how-cpython-iterator-is-implemented/</link><pubDate>Tue, 20 Oct 2026 09:00:00 +0000</pubDate><dc:creator>Jay Hubbert</dc:creator><guid isPermaLink="true">https://articles.9j.nz/posts/how-cpython-iterator-is-implemented/</guid><category>python</category><category>cpython</category><category>internals</category><category>iterator</category><description>The whole iterator protocol is two function pointers: tp_iter and tp_iternext. Here's how CPython wires them, and why built-in iterators skip Python dispatch entirely.</description><content:encoded>&lt;blockquote&gt;&#10;&lt;p&gt;&lt;strong&gt;TL;DR:&lt;/strong&gt; The entire iterator protocol is two slots in the type object: &lt;code&gt;tp_iter&lt;/code&gt; and &lt;code&gt;tp_iternext&lt;/code&gt;. Built-in iterators fill them with plain C functions, so &lt;code&gt;for x in my_list&lt;/code&gt; never touches Python-level &lt;code&gt;__next__&lt;/code&gt; dispatch.&lt;/p&gt;&#10;&lt;/blockquote&gt;&#10;&lt;p&gt;Python&amp;rsquo;s iterator protocol is tiny: an iterable has &lt;code&gt;__iter__&lt;/code&gt;, an&#10;iterator has &lt;code&gt;__next__&lt;/code&gt;. In CPython those two ideas are encoded directly&#10;in the type object as function pointers, &lt;code&gt;tp_iter&lt;/code&gt; and &lt;code&gt;tp_iternext&lt;/code&gt;, and&#10;every concrete iterator type fills them in. This article traces the&#10;protocol and the main iterator implementations through the 3.15 source.&lt;/p&gt;&#10;&lt;h2 id="the-c-level-protocol"&gt;The C-level protocol&lt;/h2&gt;&#10;&lt;p&gt;A type is iterable when its &lt;code&gt;tp_iter&lt;/code&gt; slot is non-NULL (or it is a&#10;sequence, see below). A type is an iterator when its &lt;code&gt;tp_iternext&lt;/code&gt; slot&#10;is non-NULL and not &lt;code&gt;_PyObject_NextNotImplemented&lt;/code&gt;:&lt;/p&gt;&#10;&lt;div class="code-block"&gt;&#10; &lt;div class="code-block-head"&gt;&#10; &lt;span class="code-lang"&gt;c&lt;/span&gt;&#10; &lt;button class="code-copy" type="button" data-copy&gt;Copy&lt;/button&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10; &lt;div class="code-block-body"&gt;&#10; &lt;div class="highlight"&gt;&lt;pre tabindex="0" class="chroma"&gt;&lt;code class="language-c" data-lang="c"&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="c1"&gt;// Objects/abstract.c&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="kt"&gt;int&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;PyIter_Check&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;obj&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyTypeObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;tp&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;Py_TYPE&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;obj&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;tp&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;tp_iternext&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;!=&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;&amp;amp;&amp;amp;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;tp&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;tp_iternext&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;!=&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;&amp;amp;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;_PyObject_NextNotImplemented&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/code&gt;&lt;/pre&gt;&lt;/div&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10;&lt;/div&gt;&#10;&lt;p&gt;&lt;code&gt;PyObject_GetIter&lt;/code&gt; is the C entry point behind &lt;code&gt;iter(obj)&lt;/code&gt;:&lt;/p&gt;&#10;&lt;div class="code-block"&gt;&#10; &lt;div class="code-block-head"&gt;&#10; &lt;span class="code-lang"&gt;c&lt;/span&gt;&#10; &lt;button class="code-copy" type="button" data-copy&gt;Copy&lt;/button&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10; &lt;div class="code-block-body"&gt;&#10; &lt;div class="highlight"&gt;&lt;pre tabindex="0" class="chroma"&gt;&lt;code class="language-c" data-lang="c"&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="c1"&gt;// Objects/abstract.c&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;PyObject_GetIter&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;o&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyTypeObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;t&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;Py_TYPE&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;o&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;getiterfunc&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;f&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;t&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;tp_iter&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;f&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;==&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;PySequence_Check&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;o&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;))&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;PySeqIter_New&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;o&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt; &lt;span class="c1"&gt;// fallback for old-style sequences&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;type_error&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="s"&gt;&amp;#34;&amp;#39;%.200s&amp;#39; object is not iterable&amp;#34;&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;o&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;res&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;f&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;o&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;res&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;!=&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;&amp;amp;&amp;amp;&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;!&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;PyIter_Check&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;res&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;))&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;PyErr_Format&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyExc_TypeError&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="s"&gt;&amp;#34;%T.__iter__() must return an iterator, not %T&amp;#34;&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;o&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;res&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;Py_SETREF&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;res&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;res&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/code&gt;&lt;/pre&gt;&lt;/div&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10;&lt;/div&gt;&#10;&lt;p&gt;Two consequences matter: a sequence without &lt;code&gt;tp_iter&lt;/code&gt; still gets a generic&#10;sequence iterator, and &lt;code&gt;__iter__&lt;/code&gt;&amp;rsquo;s return value is validated to actually&#10;be an iterator.&lt;/p&gt;&#10;&lt;p&gt;Consumption goes through &lt;code&gt;tp_iternext&lt;/code&gt; directly:&lt;/p&gt;&#10;&lt;div class="code-block"&gt;&#10; &lt;div class="code-block-head"&gt;&#10; &lt;span class="code-lang"&gt;c&lt;/span&gt;&#10; &lt;button class="code-copy" type="button" data-copy&gt;Copy&lt;/button&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10; &lt;div class="code-block-body"&gt;&#10; &lt;div class="highlight"&gt;&lt;pre tabindex="0" class="chroma"&gt;&lt;code class="language-c" data-lang="c"&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="c1"&gt;// Objects/abstract.c&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="k"&gt;static&lt;/span&gt; &lt;span class="kt"&gt;int&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;iternext&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;iter&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;**&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;item&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;iternextfunc&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;tp_iternext&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;Py_TYPE&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;iter&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;tp_iternext&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;((&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;item&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;tp_iternext&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;iter&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)))&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="mi"&gt;1&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt; &lt;span class="c1"&gt;// got an item&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyThreadState&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;tstate&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;_PyThreadState_GET&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;();&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;!&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;_PyErr_Occurred&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;tstate&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;))&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="mi"&gt;0&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt; &lt;span class="c1"&gt;// exhausted, no exception&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;_PyErr_ExceptionMatches&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;tstate&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;PyExc_StopIteration&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;))&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;_PyErr_Clear&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;tstate&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="mi"&gt;0&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt; &lt;span class="c1"&gt;// exhausted, StopIteration cleared&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;-&lt;/span&gt;&lt;span class="mi"&gt;1&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt; &lt;span class="c1"&gt;// real error&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;PyIter_Next&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;iter&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;item&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="kt"&gt;void&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;iternext&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;iter&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;&amp;amp;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;item&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;item&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/code&gt;&lt;/pre&gt;&lt;/div&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10;&lt;/div&gt;&#10;&lt;p&gt;So &lt;code&gt;tp_iternext&lt;/code&gt; returning &lt;code&gt;NULL&lt;/code&gt; means &amp;ldquo;exhausted or error&amp;rdquo;; a raised&#10;&lt;code&gt;StopIteration&lt;/code&gt; is swallowed and turned into a clean end. This is why&#10;&lt;code&gt;for&lt;/code&gt; loops terminate without leaking &lt;code&gt;StopIteration&lt;/code&gt;.&lt;/p&gt;&#10;&lt;p&gt;&lt;strong&gt;Here&amp;rsquo;s the thing:&lt;/strong&gt; &lt;code&gt;StopIteration&lt;/code&gt; is an implementation detail of the&#10;protocol, not something your loop should ever see. The C layer eats it.&lt;/p&gt;&#10;&lt;p&gt;The trivial &amp;ldquo;I am my own iterator&amp;rdquo; slot is &lt;code&gt;PyObject_SelfIter&lt;/code&gt;, used by&#10;every iterator type for &lt;code&gt;tp_iter&lt;/code&gt;:&lt;/p&gt;&#10;&lt;div class="code-block"&gt;&#10; &lt;div class="code-block-head"&gt;&#10; &lt;span class="code-lang"&gt;c&lt;/span&gt;&#10; &lt;button class="code-copy" type="button" data-copy&gt;Copy&lt;/button&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10; &lt;div class="code-block-body"&gt;&#10; &lt;div class="highlight"&gt;&lt;pre tabindex="0" class="chroma"&gt;&lt;code class="language-c" data-lang="c"&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="c1"&gt;// Objects/object.c&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;PyObject_SelfIter&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;obj&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;Py_NewRef&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;obj&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/code&gt;&lt;/pre&gt;&lt;/div&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10;&lt;/div&gt;&#10;&lt;h2 id="__iter__--__next__-slot-wrappers"&gt;&lt;code&gt;__iter__&lt;/code&gt; / &lt;code&gt;__next__&lt;/code&gt; slot wrappers&lt;/h2&gt;&#10;&lt;p&gt;For Python classes, &lt;code&gt;__iter__&lt;/code&gt; and &lt;code&gt;__next__&lt;/code&gt; are not function pointers&#10;in the type struct by default; they are wired in by the slot machinery in&#10;&lt;code&gt;Objects/typeobject.c&lt;/code&gt;:&lt;/p&gt;&#10;&lt;div class="code-block"&gt;&#10; &lt;div class="code-block-head"&gt;&#10; &lt;span class="code-lang"&gt;c&lt;/span&gt;&#10; &lt;button class="code-copy" type="button" data-copy&gt;Copy&lt;/button&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10; &lt;div class="code-block-body"&gt;&#10; &lt;div class="highlight"&gt;&lt;pre tabindex="0" class="chroma"&gt;&lt;code class="language-c" data-lang="c"&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="c1"&gt;// Objects/typeobject.c&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="k"&gt;static&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;slot_tp_iter&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;self&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="kt"&gt;int&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;attr_is_none&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="mi"&gt;0&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;res&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;maybe_call_special_no_args&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;self&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;&amp;amp;&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;_Py_ID&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;__iter__&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;),&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="o"&gt;&amp;amp;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;attr_is_none&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;res&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;!=&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;res&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;else&lt;/span&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;PyErr_Occurred&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;())&lt;/span&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;else&lt;/span&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;attr_is_none&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;||&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;!&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;has_dunder_getitem&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;self&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;))&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;PyErr_Format&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyExc_TypeError&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="s"&gt;&amp;#34;&amp;#39;%.200s&amp;#39; object is not iterable&amp;#34;&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;Py_TYPE&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;self&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;tp_name&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;PySeqIter_New&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;self&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt; &lt;span class="c1"&gt;// fallback: sequence protocol&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="k"&gt;static&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;slot_tp_iternext&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;self&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;stack&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;[&lt;/span&gt;&lt;span class="mi"&gt;1&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;]&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;self&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;};&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;vectorcall_method&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;&amp;amp;&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;_Py_ID&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;__next__&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;),&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;stack&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="mi"&gt;1&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/code&gt;&lt;/pre&gt;&lt;/div&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10;&lt;/div&gt;&#10;&lt;p&gt;So a class that defines &lt;code&gt;__getitem__&lt;/code&gt; but not &lt;code&gt;__iter__&lt;/code&gt; still becomes&#10;iterable, via &lt;code&gt;PySeqIter_New&lt;/code&gt;. A class that defines &lt;code&gt;__iter__&lt;/code&gt; returning&#10;&lt;code&gt;self&lt;/code&gt; becomes an iterator. The slot is only installed when the dunder&#10;exists, which is why &lt;code&gt;PyIter_Check&lt;/code&gt; also rejects&#10;&lt;code&gt;_PyObject_NextNotImplemented&lt;/code&gt; (a sentinel used when &lt;code&gt;__next__&lt;/code&gt; is&#10;removed at runtime).&lt;/p&gt;&#10;&lt;h2 id="objectsiterobjectc"&gt;&lt;code&gt;Objects/iterobject.c&lt;/code&gt;&lt;/h2&gt;&#10;&lt;p&gt;This file holds two generic iterator types.&lt;/p&gt;&#10;&lt;h3 id="sequence-iterator-iterator"&gt;Sequence iterator (&lt;code&gt;iterator&lt;/code&gt;)&lt;/h3&gt;&#10;&lt;p&gt;&lt;code&gt;PySeqIter_New&lt;/code&gt; wraps any sequence:&lt;/p&gt;&#10;&lt;div class="code-block"&gt;&#10; &lt;div class="code-block-head"&gt;&#10; &lt;span class="code-lang"&gt;c&lt;/span&gt;&#10; &lt;button class="code-copy" type="button" data-copy&gt;Copy&lt;/button&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10; &lt;div class="code-block-body"&gt;&#10; &lt;div class="highlight"&gt;&lt;pre tabindex="0" class="chroma"&gt;&lt;code class="language-c" data-lang="c"&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="c1"&gt;// Objects/iterobject.c&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="k"&gt;typedef&lt;/span&gt; &lt;span class="k"&gt;struct&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject_HEAD&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;Py_ssize_t&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;it_index&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_seq&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt; &lt;span class="cm"&gt;/* NULL when exhausted */&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;seqiterobject&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;PySeqIter_New&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;seq&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;!&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;PySequence_Check&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;seq&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;))&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;PyErr_BadInternalCall&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;();&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;seqiterobject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;PyObject_GC_New&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;seqiterobject&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;&amp;amp;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PySeqIter_Type&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_index&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="mi"&gt;0&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_seq&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;Py_NewRef&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;seq&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;_PyObject_GC_TRACK&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/code&gt;&lt;/pre&gt;&lt;/div&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10;&lt;/div&gt;&#10;&lt;p&gt;Its &lt;code&gt;tp_iternext&lt;/code&gt; fetches by index and converts &lt;code&gt;IndexError&lt;/code&gt; into&#10;exhaustion:&lt;/p&gt;&#10;&lt;div class="code-block"&gt;&#10; &lt;div class="code-block-head"&gt;&#10; &lt;span class="code-lang"&gt;c&lt;/span&gt;&#10; &lt;button class="code-copy" type="button" data-copy&gt;Copy&lt;/button&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10; &lt;div class="code-block-body"&gt;&#10; &lt;div class="highlight"&gt;&lt;pre tabindex="0" class="chroma"&gt;&lt;code class="language-c" data-lang="c"&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="c1"&gt;// Objects/iterobject.c&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="k"&gt;static&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;iter_iternext&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;iterator&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;seqiterobject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;seqiterobject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;iterator&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;seq&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_seq&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;seq&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;==&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_index&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;==&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;PY_SSIZE_T_MAX&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;...&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;OverflowError&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;...&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;result&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;PySequence_GetItem&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;seq&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_index&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;result&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;!=&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_index&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;++&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;result&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;PyErr_ExceptionMatches&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyExc_IndexError&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;||&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;PyErr_ExceptionMatches&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyExc_StopIteration&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;))&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;PyErr_Clear&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;();&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_seq&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;Py_DECREF&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;seq&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/code&gt;&lt;/pre&gt;&lt;/div&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10;&lt;/div&gt;&#10;&lt;p&gt;It also implements &lt;code&gt;__length_hint__&lt;/code&gt;, &lt;code&gt;__reduce__&lt;/code&gt; and &lt;code&gt;__setstate__&lt;/code&gt;,&#10;so generic iterators support &lt;code&gt;len()&lt;/code&gt; estimates and pickling.&lt;/p&gt;&#10;&lt;h3 id="callable-iterator-callable_iterator"&gt;Callable iterator (&lt;code&gt;callable_iterator&lt;/code&gt;)&lt;/h3&gt;&#10;&lt;p&gt;&lt;code&gt;iter(callable, sentinel)&lt;/code&gt; builds a &lt;code&gt;calliterobject&lt;/code&gt;:&lt;/p&gt;&#10;&lt;div class="code-block"&gt;&#10; &lt;div class="code-block-head"&gt;&#10; &lt;span class="code-lang"&gt;c&lt;/span&gt;&#10; &lt;button class="code-copy" type="button" data-copy&gt;Copy&lt;/button&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10; &lt;div class="code-block-body"&gt;&#10; &lt;div class="highlight"&gt;&lt;pre tabindex="0" class="chroma"&gt;&lt;code class="language-c" data-lang="c"&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="c1"&gt;// Objects/iterobject.c&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="k"&gt;typedef&lt;/span&gt; &lt;span class="k"&gt;struct&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject_HEAD&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_callable&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt; &lt;span class="cm"&gt;/* NULL when exhausted */&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_sentinel&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt; &lt;span class="cm"&gt;/* NULL when exhausted */&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;calliterobject&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="k"&gt;static&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;calliter_iternext&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;op&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;calliterobject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;calliterobject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;op&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_callable&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;==&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;result&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;_PyObject_CallNoArgs&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_callable&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;result&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;!=&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;&amp;amp;&amp;amp;&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_sentinel&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;!=&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="kt"&gt;int&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;ok&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;PyObject_RichCompareBool&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_sentinel&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;result&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;Py_EQ&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;ok&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;==&lt;/span&gt; &lt;span class="mi"&gt;0&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;result&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt; &lt;span class="c1"&gt;// not equal: yield&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;ok&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;&amp;gt;&lt;/span&gt; &lt;span class="mi"&gt;0&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt; &lt;span class="c1"&gt;// equal: stop&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;Py_CLEAR&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_callable&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;Py_CLEAR&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_sentinel&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;else&lt;/span&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;PyErr_ExceptionMatches&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyExc_StopIteration&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;))&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;PyErr_Clear&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;();&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;Py_CLEAR&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_callable&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;Py_CLEAR&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_sentinel&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;Py_XDECREF&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;result&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/code&gt;&lt;/pre&gt;&lt;/div&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10;&lt;/div&gt;&#10;&lt;p&gt;The callable is invoked with no arguments each step; equality with the&#10;sentinel (or a &lt;code&gt;StopIteration&lt;/code&gt; from the callable) ends iteration.&lt;/p&gt;&#10;&lt;h2 id="specialized-sequence-iterators"&gt;Specialized sequence iterators&lt;/h2&gt;&#10;&lt;p&gt;Lists and tuples do not use the generic &lt;code&gt;iterator&lt;/code&gt;; they have their own&#10;types (&lt;code&gt;list_iterator&lt;/code&gt;, &lt;code&gt;tuple_iterator&lt;/code&gt;) that avoid per-step&#10;&lt;code&gt;PySequence_GetItem&lt;/code&gt; overhead and support freelists.&lt;/p&gt;&#10;&lt;h3 id="list_iterator"&gt;&lt;code&gt;list_iterator&lt;/code&gt;&lt;/h3&gt;&#10;&lt;div class="code-block"&gt;&#10; &lt;div class="code-block-head"&gt;&#10; &lt;span class="code-lang"&gt;c&lt;/span&gt;&#10; &lt;button class="code-copy" type="button" data-copy&gt;Copy&lt;/button&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10; &lt;div class="code-block-body"&gt;&#10; &lt;div class="highlight"&gt;&lt;pre tabindex="0" class="chroma"&gt;&lt;code class="language-c" data-lang="c"&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="c1"&gt;// Include/internal/pycore_list.h&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="k"&gt;typedef&lt;/span&gt; &lt;span class="k"&gt;struct&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject_HEAD&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;Py_ssize_t&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;it_index&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyListObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_seq&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt; &lt;span class="cm"&gt;/* Set to NULL when iterator is exhausted */&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;_PyListIterObject&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/code&gt;&lt;/pre&gt;&lt;/div&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10;&lt;/div&gt;&#10;&lt;p&gt;Construction pops from a per-type freelist:&lt;/p&gt;&#10;&lt;div class="code-block"&gt;&#10; &lt;div class="code-block-head"&gt;&#10; &lt;span class="code-lang"&gt;c&lt;/span&gt;&#10; &lt;button class="code-copy" type="button" data-copy&gt;Copy&lt;/button&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10; &lt;div class="code-block-body"&gt;&#10; &lt;div class="highlight"&gt;&lt;pre tabindex="0" class="chroma"&gt;&lt;code class="language-c" data-lang="c"&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="c1"&gt;// Objects/listobject.c&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="k"&gt;static&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;list_iter&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;seq&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;_PyListIterObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;_Py_FREELIST_POP&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;_PyListIterObject&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;list_iters&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;==&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;PyObject_GC_New&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;_PyListIterObject&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;&amp;amp;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyListIter_Type&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_index&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="mi"&gt;0&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_seq&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyListObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;Py_NewRef&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;seq&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;_PyObject_GC_TRACK&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/code&gt;&lt;/pre&gt;&lt;/div&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10;&lt;/div&gt;&#10;&lt;p&gt;The hot path reads the index atomically and fetches a borrowed+newref&#10;item directly from the list&amp;rsquo;s array:&lt;/p&gt;&#10;&lt;div class="code-block"&gt;&#10; &lt;div class="code-block-head"&gt;&#10; &lt;span class="code-lang"&gt;c&lt;/span&gt;&#10; &lt;button class="code-copy" type="button" data-copy&gt;Copy&lt;/button&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10; &lt;div class="code-block-body"&gt;&#10; &lt;div class="highlight"&gt;&lt;pre tabindex="0" class="chroma"&gt;&lt;code class="language-c" data-lang="c"&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="c1"&gt;// Objects/listobject.c&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="k"&gt;static&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;listiter_next&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;self&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;_PyListIterObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;_PyListIterObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;self&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;Py_ssize_t&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;index&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;FT_ATOMIC_LOAD_SSIZE_RELAXED&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_index&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;index&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;&amp;lt;&lt;/span&gt; &lt;span class="mi"&gt;0&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;item&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;list_get_item_ref&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_seq&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;index&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;item&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;==&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt; &lt;span class="c1"&gt;// out of bounds&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;FT_ATOMIC_STORE_SSIZE_RELAXED&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_index&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;-&lt;/span&gt;&lt;span class="mi"&gt;1&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="cp"&gt;#ifndef Py_GIL_DISABLED&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyListObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;seq&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_seq&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_seq&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;Py_DECREF&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;seq&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="cp"&gt;#endif&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;FT_ATOMIC_STORE_SSIZE_RELAXED&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_index&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;index&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;+&lt;/span&gt; &lt;span class="mi"&gt;1&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;item&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/code&gt;&lt;/pre&gt;&lt;/div&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10;&lt;/div&gt;&#10;&lt;p&gt;On the free-threaded build the index and array access use relaxed atomic&#10;loads/stores so iteration can race with list mutation without tearing;&#10;exhaustion stores &lt;code&gt;-1&lt;/code&gt; as a sticky &amp;ldquo;done&amp;rdquo; marker.&lt;/p&gt;&#10;&lt;h3 id="tuple_iterator"&gt;&lt;code&gt;tuple_iterator&lt;/code&gt;&lt;/h3&gt;&#10;&lt;div class="code-block"&gt;&#10; &lt;div class="code-block-head"&gt;&#10; &lt;span class="code-lang"&gt;c&lt;/span&gt;&#10; &lt;button class="code-copy" type="button" data-copy&gt;Copy&lt;/button&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10; &lt;div class="code-block-body"&gt;&#10; &lt;div class="highlight"&gt;&lt;pre tabindex="0" class="chroma"&gt;&lt;code class="language-c" data-lang="c"&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="c1"&gt;// Include/internal/pycore_tuple.h&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="k"&gt;typedef&lt;/span&gt; &lt;span class="k"&gt;struct&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject_HEAD&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;Py_ssize_t&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;it_index&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyTupleObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_seq&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt; &lt;span class="cm"&gt;/* Set to NULL when iterator is exhausted */&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;_PyTupleIterObject&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/code&gt;&lt;/pre&gt;&lt;/div&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10;&lt;/div&gt;&#10;&lt;p&gt;Tuples are immutable, so the next function can be simpler and does not&#10;need to detach the sequence on exhaustion in the GIL build:&lt;/p&gt;&#10;&lt;div class="code-block"&gt;&#10; &lt;div class="code-block-head"&gt;&#10; &lt;span class="code-lang"&gt;c&lt;/span&gt;&#10; &lt;button class="code-copy" type="button" data-copy&gt;Copy&lt;/button&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10; &lt;div class="code-block-body"&gt;&#10; &lt;div class="highlight"&gt;&lt;pre tabindex="0" class="chroma"&gt;&lt;code class="language-c" data-lang="c"&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="c1"&gt;// Objects/tupleobject.c&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="k"&gt;static&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;tupleiter_next&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;self&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;_PyTupleIterObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;_PyTupleIterObject_CAST&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;self&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyTupleObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;seq&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_seq&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;Py_ssize_t&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;index&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;FT_ATOMIC_LOAD_SSIZE_RELAXED&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_index&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;index&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;&amp;lt;&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;PyTuple_GET_SIZE&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;seq&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;))&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;FT_ATOMIC_STORE_SSIZE_RELAXED&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_index&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;index&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;+&lt;/span&gt; &lt;span class="mi"&gt;1&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;item&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;PyTuple_GET_ITEM&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;seq&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;index&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;Py_NewRef&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;item&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="c1"&gt;// exhausted&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="cp"&gt;#ifndef Py_GIL_DISABLED&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;it&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;it_seq&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;Py_DECREF&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;seq&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="cp"&gt;#endif&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/code&gt;&lt;/pre&gt;&lt;/div&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10;&lt;/div&gt;&#10;&lt;p&gt;Both types expose &lt;code&gt;__length_hint__&lt;/code&gt;, &lt;code&gt;__reduce__&lt;/code&gt;, &lt;code&gt;__setstate__&lt;/code&gt;, and&#10;are recycled through freelists (&lt;code&gt;list_iters&lt;/code&gt;, &lt;code&gt;tuple_iters&lt;/code&gt;).&lt;/p&gt;&#10;&lt;h2 id="dict-iterators"&gt;Dict iterators&lt;/h2&gt;&#10;&lt;p&gt;&lt;code&gt;dict.__iter__&lt;/code&gt; returns a key iterator, and &lt;code&gt;.values()&lt;/code&gt;/&lt;code&gt;.items()&lt;/code&gt;&#10;return value/item iterators. They all share one struct:&lt;/p&gt;&#10;&lt;div class="code-block"&gt;&#10; &lt;div class="code-block-head"&gt;&#10; &lt;span class="code-lang"&gt;c&lt;/span&gt;&#10; &lt;button class="code-copy" type="button" data-copy&gt;Copy&lt;/button&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10; &lt;div class="code-block-body"&gt;&#10; &lt;div class="highlight"&gt;&lt;pre tabindex="0" class="chroma"&gt;&lt;code class="language-c" data-lang="c"&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="c1"&gt;// Objects/dictobject.c&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="k"&gt;typedef&lt;/span&gt; &lt;span class="k"&gt;struct&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject_HEAD&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyDictObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;di_dict&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt; &lt;span class="cm"&gt;/* NULL when exhausted */&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;Py_ssize_t&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;di_used&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;Py_ssize_t&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;di_pos&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;di_result&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt; &lt;span class="cm"&gt;/* reusable (key, value) tuple for items */&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;Py_ssize_t&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;len&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;dictiterobject&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/code&gt;&lt;/pre&gt;&lt;/div&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10;&lt;/div&gt;&#10;&lt;p&gt;Construction records the dict&amp;rsquo;s &lt;code&gt;ma_used&lt;/code&gt; at creation time so a size&#10;change during iteration can be detected:&lt;/p&gt;&#10;&lt;div class="code-block"&gt;&#10; &lt;div class="code-block-head"&gt;&#10; &lt;span class="code-lang"&gt;c&lt;/span&gt;&#10; &lt;button class="code-copy" type="button" data-copy&gt;Copy&lt;/button&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10; &lt;div class="code-block-body"&gt;&#10; &lt;div class="highlight"&gt;&lt;pre tabindex="0" class="chroma"&gt;&lt;code class="language-c" data-lang="c"&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="c1"&gt;// Objects/dictobject.c&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="k"&gt;static&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;dictiter_new&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyDictObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;dict&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;PyTypeObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;itertype&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;dictiterobject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;di&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;PyObject_GC_New&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;dictiterobject&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;itertype&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;di&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;di_dict&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyDictObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;Py_NewRef&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;dict&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;Py_ssize_t&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;used&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;GET_USED&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;dict&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;di&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;di_used&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;used&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;di&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;di_len&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;used&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="c1"&gt;// reverse iterators start at the last entry&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;rev&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;di&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;di_pos&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;...&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;last&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;index&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;...;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;else&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;di&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;di_pos&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="mi"&gt;0&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;items&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;di&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;di_result&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;_PyTuple_FromPairSteal&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;Py_None&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;Py_None&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;_PyObject_GC_TRACK&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;di&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;di&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/code&gt;&lt;/pre&gt;&lt;/div&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10;&lt;/div&gt;&#10;&lt;p&gt;The key iterator walks the underlying key table, skipping deleted slots&#10;(&lt;code&gt;me_value == NULL&lt;/code&gt;), and marks exhaustion by nulling &lt;code&gt;di_dict&lt;/code&gt;:&lt;/p&gt;&#10;&lt;div class="code-block"&gt;&#10; &lt;div class="code-block-head"&gt;&#10; &lt;span class="code-lang"&gt;c&lt;/span&gt;&#10; &lt;button class="code-copy" type="button" data-copy&gt;Copy&lt;/button&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10; &lt;div class="code-block-body"&gt;&#10; &lt;div class="highlight"&gt;&lt;pre tabindex="0" class="chroma"&gt;&lt;code class="language-c" data-lang="c"&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="c1"&gt;// Objects/dictobject.c (GIL build)&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="k"&gt;static&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="nf"&gt;dictiter_iternextkey_lock_held&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyDictObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;d&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;self&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;dictiterobject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;di&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;dictiterobject&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;*&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;self&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;di&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;di_used&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;!=&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;d&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;ma_used&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;PyErr_SetString&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;PyExc_RuntimeError&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="s"&gt;&amp;#34;dictionary changed size during iteration&amp;#34;&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;di&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;di_used&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;-&lt;/span&gt;&lt;span class="mi"&gt;1&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt; &lt;span class="c1"&gt;// sticky&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;Py_ssize_t&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;i&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;di&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;di_pos&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="c1"&gt;// walk DK_UNICODE_ENTRIES / DK_ENTRIES skipping empty slots&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="p"&gt;...&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;if&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;i&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;&amp;gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;n&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;)&lt;/span&gt; &lt;span class="k"&gt;goto&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;fail&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt; &lt;span class="c1"&gt;// exhausted&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;di&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;di_pos&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;i&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;+&lt;/span&gt; &lt;span class="mi"&gt;1&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;di&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;di_len&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;--&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="nf"&gt;Py_NewRef&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;key&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="nl"&gt;fail&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;:&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;di&lt;/span&gt;&lt;span class="o"&gt;-&amp;gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;di_dict&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="nf"&gt;Py_DECREF&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class="n"&gt;d&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;);&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="k"&gt;return&lt;/span&gt; &lt;span class="nb"&gt;NULL&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;;&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="p"&gt;}&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/code&gt;&lt;/pre&gt;&lt;/div&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10;&lt;/div&gt;&#10;&lt;p&gt;Value and item iterators mirror this, reusing a single tuple for items to&#10;avoid per-step allocation. On the free-threaded build the same logic is&#10;provided by &lt;code&gt;dictiter_iternext_threadsafe&lt;/code&gt;.&lt;/p&gt;&#10;&lt;p&gt;&lt;strong&gt;Gotcha:&lt;/strong&gt; mutating a dict while iterating it raises &lt;code&gt;RuntimeError&lt;/code&gt;. The&#10;&lt;code&gt;di_used&lt;/code&gt; snapshot is exactly how CPython catches that, and it&amp;rsquo;s a sticky&#10;error — once tripped, the iterator stays broken.&lt;/p&gt;&#10;&lt;h2 id="tp_iternext-as-the-unifying-slot"&gt;&lt;code&gt;tp_iternext&lt;/code&gt; as the unifying slot&lt;/h2&gt;&#10;&lt;p&gt;Every iterator type above fills in the same two slots:&lt;/p&gt;&#10;&lt;div class="code-block"&gt;&#10; &lt;div class="code-block-head"&gt;&#10; &lt;span class="code-lang"&gt;c&lt;/span&gt;&#10; &lt;button class="code-copy" type="button" data-copy&gt;Copy&lt;/button&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10; &lt;div class="code-block-body"&gt;&#10; &lt;div class="highlight"&gt;&lt;pre tabindex="0" class="chroma"&gt;&lt;code class="language-c" data-lang="c"&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="n"&gt;PyTypeObject&lt;/span&gt; &lt;span class="n"&gt;PyListIter_Type&lt;/span&gt; &lt;span class="o"&gt;=&lt;/span&gt; &lt;span class="p"&gt;{&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="p"&gt;...&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;PyObject_SelfIter&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="cm"&gt;/* tp_iter */&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="n"&gt;listiter_next&lt;/span&gt;&lt;span class="p"&gt;,&lt;/span&gt; &lt;span class="cm"&gt;/* tp_iternext */&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt; &lt;span class="p"&gt;...&lt;/span&gt;&#10;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class="line"&gt;&lt;span class="cl"&gt;&lt;span class="p"&gt;};&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/code&gt;&lt;/pre&gt;&lt;/div&gt;&#10; &lt;/div&gt;&#10;&lt;/div&gt;&#10;&lt;p&gt;That is the whole trick: &lt;code&gt;for x in obj&lt;/code&gt; compiles to &lt;code&gt;PyObject_GetIter&lt;/code&gt;&#10;followed by repeated &lt;code&gt;tp_iternext&lt;/code&gt; calls. There is no Python-level&#10;&lt;code&gt;__next__&lt;/code&gt; dispatch on the hot path for built-in iterators; the C&#10;function pointer is called directly. User-defined iterators pay the&#10;&lt;code&gt;slot_tp_iternext&lt;/code&gt; -&amp;gt; &lt;code&gt;__next__&lt;/code&gt; lookup cost, while built-ins like&#10;&lt;code&gt;list_iterator&lt;/code&gt;, &lt;code&gt;tuple_iterator&lt;/code&gt;, &lt;code&gt;dict_keyiterator&lt;/code&gt;, &lt;code&gt;iterator&lt;/code&gt; and&#10;&lt;code&gt;callable_iterator&lt;/code&gt; run straight C.&lt;/p&gt;&#10;&lt;h2 id="key-takeaways"&gt;Key takeaways&lt;/h2&gt;&#10;&lt;ul&gt;&#10;&lt;li&gt;Iterability is decided by &lt;code&gt;tp_iter&lt;/code&gt; (or sequence fallback); being an&#10;iterator is decided by &lt;code&gt;tp_iternext&lt;/code&gt;.&lt;/li&gt;&#10;&lt;li&gt;&lt;code&gt;PyObject_GetIter&lt;/code&gt; validates that &lt;code&gt;__iter__&lt;/code&gt; returns a real iterator;&#10;&lt;code&gt;PyIter_Next&lt;/code&gt; turns &lt;code&gt;StopIteration&lt;/code&gt; into a clean end.&lt;/li&gt;&#10;&lt;li&gt;&lt;code&gt;iterobject.c&lt;/code&gt; provides generic &lt;code&gt;iterator&lt;/code&gt; (by index) and&#10;&lt;code&gt;callable_iterator&lt;/code&gt; (call-until-sentinel).&lt;/li&gt;&#10;&lt;li&gt;Lists and tuples use specialized iterators with freelists and atomic&#10;index updates; tuples can skip detachment because they are immutable.&lt;/li&gt;&#10;&lt;li&gt;Dict iterators share one struct, snapshot &lt;code&gt;ma_used&lt;/code&gt; to detect&#10;concurrent size changes, and reuse a tuple for items.&lt;/li&gt;&#10;&lt;li&gt;&lt;code&gt;__iter__&lt;/code&gt;/&lt;code&gt;__next__&lt;/code&gt; on Python classes are connected to &lt;code&gt;tp_iter&lt;/code&gt;/&#10;&lt;code&gt;tp_iternext&lt;/code&gt; by slot wrappers in &lt;code&gt;typeobject.c&lt;/code&gt;.&lt;/li&gt;&#10;&lt;/ul&gt;&#10;&lt;h2 id="further-reading"&gt;Further reading&lt;/h2&gt;&#10;&lt;ul&gt;&#10;&lt;li&gt;&lt;code&gt;Objects/iterobject.c&lt;/code&gt; &amp;ndash; &lt;code&gt;seqiterobject&lt;/code&gt;, &lt;code&gt;calliterobject&lt;/code&gt;,&#10;&lt;code&gt;anextawaitableobject&lt;/code&gt;.&lt;/li&gt;&#10;&lt;li&gt;&lt;code&gt;Objects/listobject.c&lt;/code&gt; &amp;ndash; &lt;code&gt;list_iter&lt;/code&gt;, &lt;code&gt;listiter_next&lt;/code&gt;, &lt;code&gt;_PyListIterObject&lt;/code&gt;.&lt;/li&gt;&#10;&lt;li&gt;&lt;code&gt;Objects/tupleobject.c&lt;/code&gt; &amp;ndash; &lt;code&gt;tuple_iter&lt;/code&gt;, &lt;code&gt;tupleiter_next&lt;/code&gt;, &lt;code&gt;_PyTupleIterObject&lt;/code&gt;.&lt;/li&gt;&#10;&lt;li&gt;&lt;code&gt;Objects/dictobject.c&lt;/code&gt; &amp;ndash; &lt;code&gt;dictiter_new&lt;/code&gt;, &lt;code&gt;dictiter_iternextkey*&lt;/code&gt;.&lt;/li&gt;&#10;&lt;li&gt;&lt;code&gt;Objects/abstract.c&lt;/code&gt; &amp;ndash; &lt;code&gt;PyObject_GetIter&lt;/code&gt;, &lt;code&gt;PyIter_Next&lt;/code&gt;, &lt;code&gt;PyIter_Check&lt;/code&gt;.&lt;/li&gt;&#10;&lt;li&gt;&lt;code&gt;Objects/typeobject.c&lt;/code&gt; &amp;ndash; &lt;code&gt;slot_tp_iter&lt;/code&gt;, &lt;code&gt;slot_tp_iternext&lt;/code&gt;.&lt;/li&gt;&#10;&lt;li&gt;&lt;code&gt;Objects/object.c&lt;/code&gt; &amp;ndash; &lt;code&gt;PyObject_SelfIter&lt;/code&gt;, &lt;code&gt;_PyObject_NextNotImplemented&lt;/code&gt;.&lt;/li&gt;&#10;&lt;/ul&gt;&#10;</content:encoded></item></channel></rss>