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  • Python开发的入门教程(八)-迭代

    介绍

    本文主要介绍Python中迭代的基本知识和使用

    什么是迭代

    在Python中,如果给定一个list或tuple,我们可以通过for循环来遍历这个list或tuple,这种遍历我们成为迭代(Iteration)。

    在Python中,迭代是通过 for ... in 来完成的,而很多语言比如C或者Java,迭代list是通过下标完成的,比如Java代码:

    for (i=0; i<list.length; i++) {
        n = list[i];
    }
    

    可以看出,Python的for循环抽象程度要高于Java的for循环。

    因为 Python 的 for循环不仅可以用在list或tuple上,还可以作用在其他任何可迭代对象上。

    因此,迭代操作就是对于一个集合,无论该集合是有序还是无序,我们用 for 循环总是可以依次取出集合的每一个元素。

    注意: 集合是指包含一组元素的数据结构,我们已经介绍的包括:

    1. 有序集合:list,tuple,str和unicode;
    2. 无序集合:set
    3. 无序集合并且具有 key-value 对:dict
      而迭代是一个动词,它指的是一种操作,在Python中,就是 for 循环。

    迭代与按下标访问数组最大的不同是,后者是一种具体的迭代实现方式,而前者只关心迭代结果,根本不关心迭代内部是如何实现的。

    索引迭代

    Python中,迭代永远是取出元素本身,而非元素的索引。

    对于有序集合,元素确实是有索引的。有的时候,我们确实想在 for 循环中拿到索引,怎么办?

    方法是使用 enumerate() 函数:

    >>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
    >>> for index, name in enumerate(L):
    ...     print index, '-', name
    ... 
    0 - Adam
    1 - Lisa
    2 - Bart
    3 - Paul
    

    使用 enumerate() 函数,我们可以在for循环中同时绑定索引index和元素name。但是,这不是 enumerate() 的特殊语法。实际上,enumerate() 函数把:

    ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
    

    变成了类似:

    [(0, 'Adam'), (1, 'Lisa'), (2, 'Bart'), (3, 'Paul')]
    

    因此,迭代的每一个元素实际上是一个tuple:

    for t in enumerate(L):
        index = t[0]
        name = t[1]
        print index, '-', name
    

    如果我们知道每个tuple元素都包含两个元素,for循环又可以进一步简写为:

    for index, name in enumerate(L):
        print index, '-', name
    

    这样不但代码更简单,而且还少了两条赋值语句。

    可见,索引迭代也不是真的按索引访问,而是由 enumerate() 函数自动把每个元素变成 (index, element) 这样的tuple,再迭代,就同时获得了索引和元素本身。

    迭代dict的value

    我们已经了解了dict对象本身就是可迭代对象,用for循环直接迭代dict,可以每次拿到dict的一个key。
    如果我们希望迭代 dict 对象的value,应该怎么做?
    dict 对象有一个 values() 方法,这个方法把dict转换成一个包含所有value的list,这样,我们迭代的就是 dict的每一个 value:

    d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
    print d.values()
    # [85, 95, 59]
    for v in d.values():
        print v
    # 85
    # 95
    # 59
    

    如果仔细阅读Python的文档,还可以发现,dict除了values()方法外,还有一个 itervalues() 方法,用 itervalues() 方法替代 values() 方法,迭代效果完全一样:

    d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
    print d.itervalues()
    # <dictionary-valueiterator object at 0x106adbb50>
    for v in d.itervalues():
        print v
    # 85
    # 95
    # 59
    

    那这两个方法有何不同之处呢?

    1. values() 方法实际上把一个 dict 转换成了包含 value 的list。

    2. 但是itervalues()方法不会转换,它会在迭代过程中依次从 dict 中取出 value,所以 itervalues() 方法比 values() 方法节省了生成 list 所需的内存。

    3. 打印 itervalues() 发现它返回一个 对象,这说明在Python中,for循环可作用的迭代对象远不止list,tuple,str,unicode,dict等,任何可迭代对象都可以作用于for循环,而内部如何迭代我们通常并不用关心。
      如果一个对象说自己可迭代,那我们就直接用for循环去迭代它,可见,迭代是一种抽象的数据操作,它不对迭代对象内部的数据有任何要求

    迭代dict的key和value

    我们了解了如何迭代 dict 的key和value,那么,在一个 for 循环中,能否同时迭代 key和value?答案是肯定的。

    首先,我们看看 dict 对象的 items() 方法返回的值:

    >>> d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
    >>> print d.items()
    [('Lisa', 85), ('Adam', 95), ('Bart', 59)]
    

    可以看到,items() 方法把dict对象转换成了包含tuple的list,我们对这个list进行迭代,可以同时获得key和value:

    >>> for key, value in d.items():
    ...     print key, ':', value
    ... 
    Lisa : 85
    Adam : 95
    Bart : 59
    

    和 values() 有一个 itervalues() 类似, items() 也有一个对应的 iteritems(),iteritems() 不把dict转换成list,而是在迭代过程中不断给出 tuple,所以, iteritems() 不占用额外的内存。

    结语

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