探索Python，第6部分：用Python編程

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轉(zhuǎn)載：http://www-128.ibm.com/developerworks/cn/opensource/os-python6/
興趣
級(jí)別： 中級(jí)
Robert Brunner (rb@ncsa.uiuc.edu), NCSA 研究科學(xué)家、天文學(xué)助理教授, University of Illinois, Urbana-Champaign
2006 年 3 月 02 日
    本文講述了Python for循環(huán)。for循環(huán)用于迭代Python集合中的項(xiàng)目，集合包括前面的“探索 Python”文章中討論的Python tuple、string和list容器類型。通過(guò)使用range（或xrange）方法，for 循環(huán)還可用于訪問(wèn)某個(gè)container類型中的元素。另外，還可以使用range方法在for循環(huán)內(nèi)對(duì)一組語(yǔ)句執(zhí)行特定次數(shù)。
for循環(huán)
    本系列前面“探索Python，第5部分：用Python 編程” 一文討論了if語(yǔ)句和while循環(huán)，討論了復(fù)合語(yǔ)句以及適當(dāng)縮進(jìn)Python語(yǔ)句來(lái)指示相關(guān)Python代碼塊。該文的結(jié)尾介紹了Python for循環(huán)。但就其使用和功能來(lái)說(shuō)，for循環(huán)更值得關(guān)注，所以本文單獨(dú)講述該循環(huán)。
    for循環(huán)有一個(gè)簡(jiǎn)單的語(yǔ)法，使您可以從容器對(duì)象中提取單個(gè)項(xiàng)目并對(duì)其進(jìn)行某些操作。簡(jiǎn)單地說(shuō)，使用 for循環(huán)，可以迭代中對(duì)象集合的項(xiàng)目。對(duì)象集合可以是任何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(qiáng)大。metaphor包括其他序列類型，如dictionary和set，將來(lái)的文章中將對(duì)它們進(jìn)行討論。
    但是請(qǐng)稍等！還有更多信息：for循環(huán)可以用于迭代支持迭代metaphor的任何對(duì)象，這使for循環(huán)非常有用。
    清單1中顯示了for循環(huán)的基本語(yǔ)法，還演示了如何在for循環(huán)中使用continue和break語(yǔ)句。
清單1. for循環(huán)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(jié)構(gòu)”介紹了 Python tuple。如文中所述，tuple類型是不可變的異構(gòu)容器。這主要是說(shuō)tuple可以存放不同類型的對(duì)象，但是它一旦創(chuàng)建，就無(wú)法更改。清單2演示了如何使用for循環(huán)迭代tuple的元素。
清單2. for循環(huán)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
    本例首先創(chuàng)建了名為t的tuple，存放整數(shù)0至9（包含9）。第一個(gè)for循環(huán)迭代此tuple，在 count變量中累計(jì)tuple中數(shù)值的和。一旦代碼已經(jīng)迭代了tuple中的所有元素，它將進(jìn)入for循環(huán)的else子句，打印count變量的值。
    清單2中顯示的第二個(gè)for循環(huán)也迭代tuple中的所有元素。但是，它僅累計(jì)容器中能夠被2整除的那些項(xiàng)的值（請(qǐng)記住如果表達(dá)式為非零，if語(yǔ)句將確定為真，num不能被2整除時(shí)使用%運(yùn)算符會(huì)返回非零值）。此限制通過(guò)使用適當(dāng)?shù)膇f語(yǔ)句和continue語(yǔ)句來(lái)完成。如前面的文章中所述，continue語(yǔ)句使包含它的循環(huán)開(kāi)始下一次迭代。實(shí)現(xiàn)相同結(jié)果的另一種方法是測(cè)試tuple中的當(dāng)前項(xiàng)是否是偶數(shù)（使用if not num % 2:），如果為真，那么將當(dāng)前項(xiàng)添加到運(yùn)行總和中。一旦代碼完成tuple中的迭代，將調(diào)用else子句，打印總和。
    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(jié)構(gòu)” 討論了 Python string。string是不可變的同構(gòu)容器，這意味著它僅能存放字符且一旦建立將無(wú)法修改。清單3演示了如何使用Python string作為for循環(huán)的容器。
清單3. for循環(huán)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(gè)不同的for循環(huán)，它們都迭代同一string。第一個(gè)for循環(huán)迭代string “Python Is A Great Programming Language!” 并一次打印string中的一個(gè)字符。在此例中，print語(yǔ)句變量c后加了一個(gè)逗號(hào)。這使print語(yǔ)句打印字符值時(shí)后面跟著空格字符，而不是換行字符。如果沒(méi)有后面的逗號(hào)，字符將全部打印在單獨(dú)的行中，會(huì)很難讀。
    下兩個(gè)for循環(huán)迭代該字符串并計(jì)算其包含多少個(gè)元音字母（“a”、“e”、“i”、“o” 或 “u”）。第二個(gè)for循環(huán)在迭代原始string時(shí)僅查找小寫元音字母。第三個(gè)for循環(huán)迭代通過(guò)調(diào)用 string對(duì)象的lower方法返回的臨時(shí)string。lower方法將string中的所有字符轉(zhuǎn)換為小寫。因此，第三個(gè)for循環(huán)可找到另外兩個(gè)元音字母。
    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(jié)構(gòu)”介紹了 Python list。list是異構(gòu)可變?nèi)萜鳎�這意味著它可以存放不同類型的對(duì)象且創(chuàng)建后可以修改。清單4演示了如何使用list和for循環(huán)。
清單4. for循環(huán)和list
>>> mylist = [1, 1.0, 1.0j, '1', (1,), [1]]
>>> for item in mylist:
...     print item, "\t", type(item))
...
1      
1.0     
1j      
1      
(1,)   
[1]     
    既然list是很靈活的Python容器類型（您將在本系列其余的文章中多次看到它），本例看起來(lái)可能過(guò)于簡(jiǎn)單了。但是，這是一部分要點(diǎn)：使用for循環(huán)使處理容器中的每個(gè)項(xiàng)目非常簡(jiǎn)單，甚至處理包含各種不同對(duì)象的list也是如此。本例迭代Python list中的所有項(xiàng)目，并在單獨(dú)的行中打印每一項(xiàng)及其相對(duì)應(yīng)的Python類型。
迭代和可變?nèi)萜?br />     Python list是一個(gè)可變序列，提供了一種令人好奇的可能性：for循環(huán)主體可以修改其正在迭代的list。正如您可能認(rèn)為的，這樣并不好，如果進(jìn)行此操作，Python解釋器將無(wú)法很好地工作，如清單5所示。
清單5. 在for循環(huán)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 "", 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]
    本例中的第一個(gè)for循環(huán)只要在原始list中發(fā)現(xiàn)奇數(shù)，它就在list的開(kāi)始插入數(shù)值100。當(dāng)然，這是一種演示此問(wèn)題的不同尋常的方式，但卻非常好。一旦在三個(gè)點(diǎn)的Python提示后按Enter 鍵，Python解釋器就處于無(wú)限循環(huán)的混亂中。要停止這種混亂，必須通過(guò)按Ctrl-C（其在Python 輸出中顯示為^C）來(lái)中斷進(jìn)程，然后會(huì)出現(xiàn)KeyboardInterrupt異常。如果打印出修改的list，將看到mylist現(xiàn)在包含大量的值為100的元素（新元素的準(zhǔn)確數(shù)量取決于您中斷循環(huán)的速度）。
    本例中的第二個(gè)for循環(huán)演示了如何避免此問(wèn)題。使用切片運(yùn)算符創(chuàng)建原始list的副本�，F(xiàn)在 for循環(huán)將迭代該副本，而對(duì)原始list進(jìn)行修改。最終的結(jié)果是修改后的原始list，它現(xiàn)在以五個(gè)值為100的新元素開(kāi)始。
for循環(huán)和序列索引
    如果您用過(guò)其他編程語(yǔ)言，Python for循環(huán)可能看起來(lái)有點(diǎn)兒古怪。您可能認(rèn)為它更像 foreach循環(huán)。基于C的編程語(yǔ)言具有for循環(huán)，但它的設(shè)計(jì)目的是對(duì)一系列操作執(zhí)行特定次數(shù)。Python for循環(huán)可以通過(guò)使用內(nèi)置的range和xrange方法來(lái)模擬該行為。清單6中演示了這兩種方法。
清單6. range和xrange方法
>>> r = range(10)
>>> print r
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>> type(r)
>>> xr = xrange(10)
>>> print xr
xrange(10)
>>> type(xr)
    本例首先演示了range方法，它創(chuàng)建一個(gè)包含一系列整數(shù)的新list。調(diào)用range方法的一般形式是提供單個(gè)值，用作整數(shù)list的上限。零為起始值。因此，調(diào)用range(10)將創(chuàng)建包含整數(shù)0至9（包含9）的 list。range方法接受起始索引以及步長(zhǎng)。所以，調(diào)用range(11,20)將創(chuàng)建從11 至19（包含19）的整數(shù)list，而調(diào)用range(12, 89, 2)將創(chuàng)建從12至88的偶數(shù)list。
    由于xrange方法也創(chuàng)建整數(shù)list（其使用相同參數(shù)），所以它與range方法非常相似。但是，xrange方法僅在需要時(shí)才在list中創(chuàng)建整數(shù)。例如，在清單6中，嘗試打印出新創(chuàng)建的xrange時(shí)除了xrange的名稱，不會(huì)顯示任何數(shù)據(jù)。當(dāng)需要迭代大量整數(shù)時(shí)，xrange方法更適用，因?yàn)樗�不�?huì)創(chuàng)建極大的list，那樣會(huì)消耗大量計(jì)算機(jī)內(nèi)存。
    清單7演示了如何在for循環(huán)內(nèi)使用range方法來(lái)創(chuàng)建整數(shù)1至10（包含10）的乘法表。
清單7. 創(chuàng)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
    本例使用兩個(gè)for循環(huán)，外面的for循環(huán)關(guān)注乘法表中的每一行，嵌套的for循環(huán)關(guān)注每行內(nèi)的列。每個(gè)循環(huán)都迭代包含整數(shù)1至10（包含10）的list。最里面的print語(yǔ)句使用了一個(gè)名為字符串格式化的新概念來(lái)創(chuàng)建格式設(shè)置精美的表。字符串格式化是一種非常有用的技術(shù)，用于以格式設(shè)置精美的布局創(chuàng)建由不同數(shù)據(jù)類型組成的string�，F(xiàn)在詳細(xì)信息并不重要，將來(lái)的文章中將講述這些內(nèi)容（了解C編程語(yǔ)言的printf方法的任何人都會(huì)很熟悉這些內(nèi)容）。在本例中，字符串格式化指定將從整數(shù)創(chuàng)建新string且需要保留三個(gè)字符來(lái)存放該整數(shù)（如果該整數(shù)小于三個(gè)字符，將在左邊用空格填補(bǔ)，從而使數(shù)據(jù)排列整齊）。第二個(gè)print語(yǔ)句用于打印新行，從而使乘法表中的下一行被打印在新的行中。
    range方法還可用于迭代容器，通過(guò)使用適當(dāng)?shù)乃饕�訪問(wèn)序列中的每一項(xiàng)。要進(jìn)行此操作，需要包含容器的允許范圍索引值的整數(shù)list，這可以通過(guò)使用range方法和len方法來(lái)輕松實(shí)現(xiàn)，如清單 8所示。
清單8. 在for循環(huán)內(nèi)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
9
    這個(gè)最后的示例演示了如何使用len方法作為range方法的參數(shù)，創(chuàng)建可用于單獨(dú)訪問(wèn)string 中每個(gè)字符的整數(shù)list。第二個(gè)for循環(huán)還顯示了如何將string分割為子字符串的list（使用空格字符來(lái)指示子字符串的邊界）。for循環(huán)迭代子字符串list，打印每個(gè)子字符串及其長(zhǎng)度。
結(jié)束語(yǔ)
    本文討論了Python for循環(huán)并演示了它的一些使用方式。可以將for循環(huán)與提供迭代器的任何 Python對(duì)象結(jié)合使用，這些對(duì)象包括tuple、string和list等內(nèi)置序列類型。for循環(huán)和list序列一起使用時(shí)具有強(qiáng)大的功能，您會(huì)發(fā)現(xiàn)自己在許多情況中都要使用它們。Python提供了用于組合這兩個(gè)概念的簡(jiǎn)單機(jī)制，稱為列表理解，將來(lái)的文章中將講述該內(nèi)容。
參考資料
學(xué)習(xí)

• 您可以參閱本文在 developerWorks 全球站點(diǎn)上的
  英文原文
  
• 
  “
  探索 Python，第 2 部分
  ” 討論了 Python 類型的層次結(jié)構(gòu)以及 Python tuple。
  
• 
  “
  探索 Python，第 3 部分
  ” 詳細(xì)討論了 Python string。
  
• 
  “
  探索 Python，第 4 部分
  ” 介紹了 Python list 并演示了如何在 Python 程序中使用它。
  
• 
  “
  探索 Python，第 5 部分
  ” 介紹了 Python 中復(fù)合語(yǔ)句的概念，并介紹了 if 語(yǔ)句和 while 循環(huán)。
  
• 
  如果您擁有正常運(yùn)行的 Python 解釋器，
  Python 教程
  是開(kāi)始學(xué)習(xí)該語(yǔ)言的好去處。
  
• 
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關(guān)于作者
    Robert J. Brunner是國(guó)家超級(jí)計(jì)算應(yīng)用中心的研究專家，而且是伊利諾伊大學(xué)香檳分校的天文學(xué)助理教授。他曾就許多主題出版了好幾本書(shū)，撰寫了許多文章和教程。您可以通過(guò) rb@ncsa.uiuc.edu與他聯(lián)系。


本文來(lái)自ChinaUnix博客，如果查看原文請(qǐng)點(diǎn)：http://blog.chinaunix.net/u/19081/showart_1072115.html

victory610

有點(diǎn)意思，感覺(jué)python的for循環(huán)比c語(yǔ)言的要簡(jiǎn)潔的多。

victory610

請(qǐng)樓主幫忙，為什么我的程序在鍵入else：時(shí)報(bào)錯(cuò)呢。急！急！急！