詳解Python中for迴圈的使用_python

不言
發布: 2018-04-04 17:29:32
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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.
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#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
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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
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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 &#39;int&#39;>
1.0   <type &#39;float&#39;>
1j   <type &#39;complex&#39;>
1    <type &#39;str&#39;>
(1,)  <type &#39;tuple&#39;>
[1]   <type &#39;list&#39;>
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#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]
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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 &#39;list&#39;>
>>> xr = xrange(10)
>>> print xr
xrange(10)
>>> type(xr)
<type &#39;xrange&#39;>
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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
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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(&#39; &#39;):
...   print item, len(item)
... 
Python 6
Is 2
A 1
Great 5
Programming 11
Language! 9
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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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