詳解Python中for迴圈的使用_python
- 不言原創
- 2018-04-04 17:29:325428瀏覽
這篇文章主要介紹了Python中for循環的使用,來自於IBM官方網站技術文檔,需要的朋友可以參考下
for 循環
本系列前面「探索Python，第5 部分：用Python 程式設計」 一文討論了if 語句和while 循環，討論了複合語句以及適當縮排Python 語句來指示相關Python 程式碼區塊。該文的結尾介紹了 Python for 迴圈。但就其使用和功能來說，for 循環更值得關注，所以本文單獨講述該循環。
for 迴圈有一個簡單的語法，可讓您從容器物件中提取單一項目並對其進行某些操作。簡單地說，使用 for 循環，可以迭代中物件集合的項目。物件集合可以是任何 Python 容器類型，包括前面文章中討論的 tuple、string 和 list 類型。但是容器 metaphor 的功能比這三種類型更強大。 metaphor 包括其他序列類型，如 dictionary 和 set，將來的文章將對它們進行討論。
但是請稍等！還有更多資訊：for 迴圈可以用於迭代支援迭代 metaphor 的任何對象，這使 for 迴圈非常有用。
清單 1 中顯示了 for 迴圈的基本語法，也示範如何在 for 迴圈中使用 continue 和 break 語句。
清單1. for 循環的偽代碼
for item in container:
if conditionA: # Skip this item
continue
elif conditionB: # Done with loop
break
# action to repeat for each item in the container
else:
# action to take once we have finished the loop.
#本系列中的第二篇文章「探索Python，第2 部分：探索Python 類型的層次結構” 介紹了Python tuple。如文中所述，tuple 類型是不可變的異質容器。這主要是說 tuple 可以存放不同類型的對象，但是它一旦創建，就無法更改。清單 2 示範如何使用 for 迴圈迭代 tuple 的元素。
清單 2. for 迴圈和 tuple
>>> t = (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) >>> count = 0 >>> for num in t: ... count += num ... else: ... print count ... 45 >>> count = 0 >>> for num in t: ... if num % 2: ... continue ... count += num ... else: ... print count ... 20
本例首先建立了名為 t 的 tuple，存放整數 0 至 9（包含 9）。第一個 for 迴圈迭代此 tuple，在 count 變數中累積 tuple 中數值的和。一旦程式碼已經迭代了 tuple 中的所有元素，它將進入 for 迴圈的 else 子句，列印 count 變數的值。
清單 2 中顯示的第二個 for 迴圈也會迭代 tuple 中的所有元素。但是，它僅在累計容器中能夠被2 整除的那些項的值（請記住如果表達式為非零，if 語句將確定為真，num 不能被2 整除時使用% 運算符會傳回非零值） 。此限制是透過使用適當的 if 語句和 continue 語句來完成。如前面的文章所述，continue 語句使包含它的迴圈開始下一個迭代。實現相同結果的另一種方法是測試 tuple 中的當前項目是否是偶數（使用 if not num % 2:），如果為真，那麼將當前項目加到運行總和中。一旦程式碼完成 tuple 中的迭代，將呼叫 else 子句，列印總和。
本系列中的第三篇文章 “探索 Python：第 3 部分：探索 Python 類型的層次結構” 討論了 Python string。 string 是不可變的同構容器，這意味著它僅能存放字元且一旦建立將無法修改。清單 3 示範如何使用 Python string 作為 for 迴圈的容器。
清單 3. for 迴圈和 string
>>> st = "Python Is A Great Programming Language!" >>> for c in st: ... print c, ... P y t h o n I s A G r e a t P r o g r a m m i n g L a n g u a g e ! >>> count = 0 >>> for c in st: ... if c in "aeiou": ... count += 1 ... else: ... print count ... 10 >>> count = 0 >>> for c in st.lower(): ... if c in "aeiou": ... count += 1 ... else: ... print count ... 12
本例提供了三個不同的 for 迴圈，它們都迭代相同 string。第一個 for 迴圈迭代 string “Python Is A Great Programming Language!” 並一次列印 string 中的一個字元。在此例中，print 語句變數 c 後面加了一個逗號。這使 print 語句列印字符值時後面跟著空格字符，而不是換行字符。如果沒有後面的逗號，字元將全部印在單獨的行中，會很難讀取。
下兩個 for 迴圈迭代該字串並計算其包含多少個元音字母（“a”、“e”、“i”、“o” 或 “u”）。第二個 for 迴圈在迭代原始 string 時只尋找小寫母音字母。第三個 for 迴圈迭代透過呼叫 string 物件的 lower 方法傳回的臨時 string。 lower 方法將 string 中的所有字元轉換為小寫。因此，第三個 for 迴圈可找到另外兩個母音字母。
本系列中的第四篇文章 “探索 Python，第 4 部分：探索 Python 類型的層次結構” 介紹了 Python list。 list 是異質可變容器，這表示它可以存放不同類型的物件且建立後可以修改。清單 4 示範如何使用 list 和 for 迴圈。
清單4. for 迴圈與list
>>> mylist = [1, 1.0, 1.0j, '1', (1,), [1]] >>> for item in mylist: ... print item, "\t", type(item)) ... 1 <type 'int'> 1.0 <type 'float'> 1j <type 'complex'> 1 <type 'str'> (1,) <type 'tuple'> [1] <type 'list'>
#既然list 是很靈活的Python 容器類型（您將在本系列其餘的文章中多次看到它），本例看起來可能過於簡單了。但是，這是一部分要點：使用 for 循環使處理容器中的每個項目非常簡單，甚至處理包含各種不同物件的 list 也是如此。本範例迭代 Python list 中的所有項目，並在單獨的行中列印每一項及其相對應的 Python 類型。
迭代與可變容器
Python list 是一个可变序列，提供了一种令人好奇的可能性：for 循环主体可以修改其正在迭代的 list。正如您可能认为的，这样并不好，如果进行此操作，Python 解释器将无法很好地工作，如清单 5 所示。
清单 5. 在 for 循环中修改容器
>>> mylist = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] >>> for item in mylist: ... if item % 2: ... mylist.insert(0, 100) ... ^CTraceback (most recent call last): File "<stdin>", line 3, in ? KeyboardInterrupt >>> print mylist [100, ...., 100, 100, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] # Many lines deleted for clarity >>> mylist = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] >>> for item in mylist[:]: ... if item % 2: ... mylist.insert(0, 100) ... >>> print mylist [100, 100, 100, 100, 100, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
本例中的第一个 for 循环只要在原始 list 中发现奇数，它就在 list 的开始插入数值 100。当然，这是一种演示此问题的不同寻常的方式，但却非常好。一旦在三个点的 Python 提示后按 Enter 键，Python 解释器就处于无限循环的混乱中。要停止这种混乱，必须通过按 Ctrl-C（其在 Python 输出中显示为 ^C）来中断进程，然后会出现 KeyboardInterrupt 异常。如果打印出修改的 list，将看到 mylist 现在包含大量的值为 100 的元素（新元素的准确数量取决于您中断循环的速度）。
本例中的第二个 for 循环演示了如何避免此问题。使用切片运算符创建原始 list 的副本。现在 for 循环将迭代该副本，而对原始 list 进行修改。最终的结果是修改后的原始 list，它现在以五个值为 100 的新元素开始。
for 循环和序列索引
如果您用过其他编程语言，Python for 循环可能看起来有点儿古怪。您可能认为它更像 foreach 循环。基于 C 的编程语言具有 for 循环，但它的设计目的是对一系列操作执行特定次数。Python for 循环可以通过使用内置的 range 和 xrange 方法来模拟该行为。清单 6 中演示了这两种方法。
清单 6. range 和 xrange 方法
>>> r = range(10) >>> print r [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] >>> type(r) <type 'list'> >>> xr = xrange(10) >>> print xr xrange(10) >>> type(xr) <type 'xrange'>
本例首先演示了 range 方法，它创建一个包含一系列整数的新 list。调用 range 方法的一般形式是提供单个值，用作整数 list 的上限。零为起始值。因此，调用 range(10) 将创建包含整数 0 至 9（包含 9）的 list。range 方法接受起始索引以及步长。所以，调用 range(11,20) 将创建从 11 至 19（包含 19）的整数 list，而调用 range(12, 89, 2) 将创建从 12 至 88 的偶数 list。
由于 xrange 方法也创建整数 list（其使用相同参数），所以它与 range 方法非常相似。但是，xrange 方法仅在需要时才在 list 中创建整数。例如，在清单 6 中，尝试打印出新创建的 xrange 时除了 xrange 的名称，不会显示任何数据。当需要迭代大量整数时，xrange 方法更适用，因为它不会创建极大的 list，那样会消耗大量计算机内存。
清单 7 演示了如何在 for 循环内使用 range 方法来创建整数 1 至 10（包含 10）的乘法表。
清单 7. 创建乘法表
>>> for row in range(1, 11): ... for col in range(1, 11): ... print "%3d " % (row * col), ... print ... 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
本例使用两个 for 循环，外面的 for 循环关注乘法表中的每一行，嵌套的 for 循环关注每行内的列。每个循环都迭代包含整数 1 至 10（包含 10）的 list。最里面的 print 语句使用了一个名为 字符串格式化 的新概念来创建格式设置精美的表。字符串格式化是一种非常有用的技术，用于以格式设置精美的布局创建由不同数据类型组成的 string。现在详细信息并不重要，将来的文章中将讲述这些内容（了解 C 编程语言的 printf 方法的任何人都会很熟悉这些内容）。在本例中，字符串格式化指定将从整数创建新 string 且需要保留三个字符来存放该整数（如果该整数小于三个字符，将在左边用空格填补，从而使数据排列整齐）。第二个 print 语句用于打印新行，从而使乘法表中的下一行被打印在新的行中。
range 方法还可用于迭代容器，通过使用适当的索引访问序列中的每一项。要进行此操作，需要包含容器的允许范围索引值的整数 list，这可以通过使用 range 方法和 len 方法来轻松实现，如清单 8 所示。
清单 8. 在 for 循环内索引容器
>>> st = "Python Is A Great Programming Language!" >>> for index in range(len(st)): ... print st[index], ... P y t h o n I s A G r e a t P r o g r a m m i n g L a n g u a g e ! >>> for item in st.split(' '): ... print item, len(item) ... Python 6 Is 2 A 1 Great 5 Programming 11 Language! 9
这个最后的示例演示了如何使用 len 方法作为 range 方法的参数，创建可用于单独访问 string 中每个字符的整数 list。第二个 for 循环还显示了如何将 string 分割为子字符串的 list（使用空格字符来指示子字符串的边界）。for 循环迭代子字符串 list，打印每个子字符串及其长度。
结束语
本文讨论了 Python for 循环并演示了它的一些使用方式。可以将 for 循环与提供迭代器的任何 Python 对象结合使用，这些对象包括 tuple、string 和 list 等内置序列类型。for 循环和 list 序列一起使用时具有强大的功能，您会发现自己在许多情况中都要使用它们。Python 提供了用于组合这两个概念的简单机制，称为列表理解，将来的文章中将讲述该内容。
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