Python語法速查： 6. 循環與迭代

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 （1）while循環與for循環

while僅能用於普通循環，而for除了能夠作循環外，還能夠遍歷序列、集合、字典、迭代器等。

須要注意的是，在相似：for i in somelist: 的循環中，迭代變量 i 的做用域並不是for語句私有，循環結束後迭代變量依然保留最後一個值。有時候for能夠用於直接迭代對象，以下2個例子所示：

 

直接迭代字典

for key in d:    # 直接對字典進行迭代至關於 for key in d.keys():
    print(key, d[key])

 

直接迭代文件

f = open('a.txt')
for line in f:    # 迭代文件對象中的每一行
    print(line)

 

● break

可用於跳出while或for循環。break和下面的continue語句僅應用於正在執行的最內層循環，若是要跳出多層嵌套循環結構，可以使用raise()拋出異常。

 

● continue

結束本循環的當前輪，跳到本循環的下一輪開始。

 

● else

與while或for循環配對的else代碼段，僅在本循環中沒有調用過break時執行。

for i in range(0,100):
    if i > 100:
        break;
else:
    print('running else.')
    
# 結果爲：running else.

 

 

 

  （2）一些迭代工具

 

● 並行迭代

使用內建zip()函數，它能夠把兩個序列「壓縮」在一塊兒，返回一個元組列表。 當兩個序列長度不等時，以短的那個迭代完就會中止。zip()還支持同時對多個（3個及以上）列表進行迭代。

a = 'abc'
b = [1,2,3]
for x,y in zip(a,b):
    print(x,y)
# 結果每次迭代依次顯示：a 一、b 二、c 3

以上代碼至關於：

for i in range(min(len(a),len(b)):
    print(a[i],b[i])

 

● 編號迭代

使用內建的enumerate()函數，能夠在迭代的同時，同時獲取迭代的次數索引。

a = 'abc'
for i,x in enumerate(a):
    print('i=%d,x=%s' %(i,x)) 
# 結果依次顯示：i=0,x=a、i=1,x=b、i=2,x=c

 

 

 

  （3）列表推導與序列解包

 

● 列表推導（list comprehension）

「列表推導」是利用for循環來快速建立新列表的一種方法。

 

a. 基本用法：

[ x運算表達式 for x in 迭代器 ]

舉例：

[x*2 for x in range(5)]    # 結果生成新序列：[0,2,4,6,8]

 

b. 條件判斷用法：

每次迭代時，只有當「條件表達式」的值爲真時，纔會對x進行運算，並將結果放入新序列。語法以下：

[ x運算表達式 for x in 迭代器 if 條件表達式 ]

舉例：

[x for x in range(10) if x%2]    # 取出range(10)範圍內的全部奇數，結果爲：[1,3,5,7,9]

 

c. 完整用法：

能夠同時使用多個嵌套的for循環並對每一個循環使用if條件表達式，語法以下：

[ i_1,i_2,...,i_n運算表達式 for i_1 in iter1 if 條件表達式1 
                          for i_2 in iter2 if 條件表達式2
                          ...... 
                          for i_n in itern if 條件表達式n ]

以上語法大體至關於以下等價代碼：

s = []
for i_1 in iter1:
    if 條件表達式1:
        for i_2 in iter2:
            if 條件表達式2:
                ......
                for i_n in itern:
                    if 條件表達式n:
                        s.append(i_1,i_2,...,i_n運算表達式)

舉例：

a = 'abc'
b = [1,2,3]
[(i1,i2) for i1 in a 
         for i2 in b if i2 % 2]    
# 結果爲：[('a',1), ('a',3), ('b',1), ('b',3), ('c',1), ('c',3) ]

 

 

 

● 迭代序列解包（sequence unpacking）

當可迭代對象返回元組時，這個特性比較有用。例如須要獲取字典中的鍵-值對時，可以使用序列解包方法：

for k,v in d.items():   # 每次循環同時取出字典中的鍵與值，分別放入k與v中
    print(k,v)

 

 

 

  （4）迭代器

可使一個普通對象也支持迭代操做，此時須要爲這個對象實現__iter__()方法和__next__()方法。

 

● __iter__()方法：

本方法要求返回一個迭代器對象（一般可直接返回對象自身，詳見下例）。

 

● __next__()方法：

__next__()方法由剛纔經過__iter__()方法返回的迭代器對象進行調用，其做用是計算並返回迭代的下一個對象。當迭代器已迭代完全部的內容時，__next__()方法應該引起一個StopIteration異常，以通知外部的調用者結束迭代。

 

如下代碼實現一個相似於 「列表[1,2,3,4,5]」 的迭代器：

class MyIterator:
    v = 0
    def __iter__(self):
        return self
    def __next__(self):
        self.v += 1
        if self.v > 5:
            raise StopIteration
        return self.v

myiter = MyIterator()
for i in myiter:
    print(i)
    
# 運行結果爲，依次顯示：一、二、三、四、5

 

● 迭代的外部原理：

上例中，當運行for語句進行迭代時，等效於運行如下代碼：

_iter = myiter.__iter__()
while 1:
    try:
        i = _iter.__next__()
    except StopIteration:
        break
    print(i)  # 本句即爲 for 循環中用戶本身寫的循環內容

從上面的代碼中能夠看到，迭代是使用__iter__()返回的對象來調用__next__()方法的，因此能夠不必定是self。另外，內置函數iter()能夠從可迭代的對象中得到迭代器，內置函數next()能夠自動訪問可迭代對象的__next__()方法。

所以，上面的第1行和第4行語句可等效爲：

_iter = iter(s)    # 至關於 _iter = myiter.__iter__()
i = next(_iter)    # 至關於 i = _iter.__next__()，甚至直接寫成：i = next(myiter) 也是能夠的

 

● 將迭代和序列互相轉換：

用list()的構造方法能顯式地將迭代器轉換爲列，也能用內置函數iter()將序列轉換爲迭代器。

# ......
# 前面已定義MyIterator類

myiter = MyIterator()
s = list(myiter)
print(s)

# 結果爲：[1,2,3,4,5]

 

 

 

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