詳解Python中for迴圈的工作原理

如果你對python中的for循環不是很清楚，那麼建議你看看這篇文章，本文主要給大家介紹了關於Python中for循環是如何工作的相關資料，介紹的非常詳細，對大家有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面來一起看看吧。

前言

for...in 是Python程式設計師使用最多的語句，for 迴圈用於迭代容器物件中的元素，這些物件可以是列表、元組、字典、集合、文件，甚至可以是自訂類別或函數，例如：

作用於列表

#

>>> for elem in [1,2,3]:
...  print(elem)
...
1
2
3

作用於元組

#

>>> for i in ("zhang", "san", 30):
...  print(i)
...
zhang
san
30

作用於字串

>>> for c in "abc":
...  print(c)
...
a
b
c

作用於字典

>>> for i in {"a","b","c"}:
...  print(i)
...
b
a
c

作用於檔案

>>> for k in {"age":10, "name":"wang"}:
...  print(k)
...
age
name

可能有人不經要問，為什麼這麼多不同類型物件都支援for 語句，還有哪些類型的物件可以作用在for 語句中呢？在回答這個問題之前，我們先要了解 for 迴圈背後的執行原理。 for 迴圈是對容器進行迭代的過程，什麼是迭代？迭代就是從某個容器物件逐一讀取元素，直到容器中沒有更多元素為止。那麼，哪些物件支援迭代操作？任何物件都可以嗎？先隨便自訂一個類別試試，看行不行：

>>> for line in open("requirement.txt"):
...  print(line, end="")
...
Fabric==1.12.0
Markdown==2.6.7

錯誤堆疊日誌非常清楚地告訴我們，MyRange 不是一個可迭代對象，所以它不能用於迭代，那麼到底是什麼樣的物件才稱得上是可迭代物件(iterable)呢？

可迭代物件需要實作iter方法，並傳回一個迭代器，什麼是迭代器呢？迭代器只需要實作 next方法。現在我們就來驗證一下列表為什麼支持迭代：

>>> class MyRange:
...  def init(self, num):
...   self.num = num
...
>>> for i in MyRange(10):
...  print(i)
...
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: &#39;MyRange&#39; object is not iterable

從試驗結果來看，列表是一個可迭代對象，因為它實現了iter方法，並且返回了一個迭代器物件（list_iterator），因為它實作了next方法。我們看到它不斷地呼叫next方法，其實就是不斷地迭代取得容器中的元素，直到容器中沒有更多元素拋出 StopIteration 異常為止。

那麼 for 語句又是如何循環的呢？到這裡，恐怕你也猜到了，它的步驟是：

先判斷對像是否為可迭代對象，不是的話直接報錯，拋出TypeError異常，是的話，呼叫iter方法，傳回一個迭代器

不斷地呼叫迭代器的next方法，每次依序傳回迭代器中的一個值

• 迭代到最後，沒有更多元素了，就
拋出異常
• StopIteration，這個異常python 自己會處理，不會暴露給開發者

• 
  對於元組，字典，字串也是同樣的道理，弄清楚了for 的執行原理之後，我們就可以實作自己的迭代器用在for 迴圈中。

前面的MyRange 錯誤是因為它沒有實作迭代器協定裡面的這兩個方法，現在繼續改進：

>>> x = [1,2,3]
>>> its = x.iter() # x有此方法，说明列表是可迭代对象
>>> its
<list_iterator object at 0x100f32198>

>>> its.next() # its有此方法，说明its是迭代器
1
>>> its.next()
2
>>> its.next()
3
>>> its.next()
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

因為它實作了next方法，所以MyRange 本身已經是一個迭代器了，所以iter回傳的就是物件本身self。現在用在 for 迴圈中試試：

class MyRange:
 def init(self, num):
  self.i = 0
  self.num = num

 def iter(self):
  return self

 def next(self):
  if self.i < self.num:
   i = self.i
   self.i += 1
   return i
  else:
   # 达到某个条件时必须抛出此异常，否则会无止境地迭代下去
   raise StopIteration()

有沒有發現，自訂的 MyRange 功能和內建函數 range很相似。 for 迴圈本質是不斷地呼叫迭代器的next方法，直到有 StopIteration 異常為止，所以任何可迭代物件都可以作用在for迴圈中。

以上是詳解Python中for迴圈的工作原理的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！