今天小編給大家分享一下Python循環(huán)和迭代器怎么使用的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，內(nèi)容詳細(xì)，邏輯清晰，相信大部分人都還太了解這方面的知識(shí)，所以分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲，下面我們一起來(lái)了解一下吧。

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循環(huán)概述

在 Python 中，與大多數(shù)語(yǔ)言一樣，有兩個(gè)基本的循環(huán)：while和for。

while

while循環(huán)是非常基本的。

clue = None
while clue is None:
    clue = searchLocation()

clue is None在這種情況下，只要循環(huán)條件的計(jì)算結(jié)果為True，就會(huì)執(zhí)行循環(huán)的代碼。

在 Python 中，我們還有幾個(gè)有用的關(guān)鍵字：break立即停止循環(huán)，同時(shí)continue跳到循環(huán)的下一次迭代。

break最有用的方面之一是如果我們想要運(yùn)行相同的代碼，直到用戶(hù)提供有效的輸入。

while True:
    try:
        age = int(input("Enter your age: "))
    except ValueError:
        print(f"Please enter a valid integer!")
    else:
        if age > 0:
            break

一旦我們遇到該break語(yǔ)句，我們就退出循環(huán)。當(dāng)然，上面是一個(gè)較復(fù)雜的例子，但它證明了這一點(diǎn)。你還經(jīng)常看到while True:在游戲循環(huán)中使用。

注意：如果你曾經(jīng)使用過(guò)任何語(yǔ)言的循環(huán)，那么你已經(jīng)熟悉了無(wú)限循環(huán)（死循環(huán)）。這通常是由while條件計(jì)算結(jié)果為True 并且循環(huán)中沒(méi)有break語(yǔ)句引起的。

for

來(lái)自 Java、C++ 或許多類(lèi)似的 ALGOL 風(fēng)格的語(yǔ)言，你可能熟悉三方for循環(huán)：for i := 1; i < 100; i := i + 1。 我不了解你，但當(dāng)我第一次遇到這種情況時(shí)，它嚇壞了我。我現(xiàn)在對(duì)它很滿意，但它不具備 Python 的優(yōu)雅簡(jiǎn)潔。

Python 的for循環(huán)看起來(lái)大不相同。與上述偽代碼等效的 Python 代碼是...

for i in range(1,100):
    print(i)

range()是 Python 中一個(gè)特殊的“函數(shù)”，它返回一個(gè)序列。（從技術(shù)上講，它根本不是一個(gè)函數(shù)。）

這是 Python 令人印象深刻的地方——它迭代了一種特殊類(lèi)型的序列，稱(chēng)為iterable，我們稍后會(huì)談到。

目前，最容易理解的是我們可以迭代一個(gè)順序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如一個(gè)數(shù)組（在 Python 中稱(chēng)為“列表”）。

因此，我們可以這樣做...

places = ['Nashville', 'Norway', 'Bonaire', 'Zimbabwe', 'Chicago', 'Czechoslovakia']
for place in places:
    print(place)

print("...and back!")

我們得到這個(gè)...

Nashville
Norway
Bonaire
Zimbabwe
Chicago
Czechoslovakia
...and back!

for...else

Python 在其循環(huán)中還有另一個(gè)獨(dú)特的小技巧：else子句！循環(huán)完成后，沒(méi)有遇到break語(yǔ)句，就會(huì)運(yùn)行else。但是，如果手動(dòng)中斷循環(huán)，它將else完全跳過(guò)。

places = ['Nashville', 'Norway', 'Bonaire', 'Zimbabwe', 'Chicago', 'Czechoslovakia']
villain_at = 'Mali'

for place in places:
    if place == villain_at:
        print("Villain captured!")
        break
else:
    print("The villain got away again.")

由于“Mali”不在列表中，因此我們看到了“The villain got away again.”的消息。但是，如果我們將值更改villain_at為Norway，我們將看到“Villain captured!” ，而看不到了“The villain got away again.”。

存在do...whiel嗎？

Python 沒(méi)有do...while循環(huán)。如果你正在尋找這樣的循環(huán)方式，典型的 Python 是使用while True:帶內(nèi)部break條件的 ，就像我們之前演示的那樣。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（容器）

Python 有許多保存數(shù)據(jù)的容器或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。我們不會(huì)深入討論其中的任何一個(gè)，但我想快速瀏覽一下最重要的部分：

list

list是一個(gè)可變序列（其實(shí)就是一個(gè)數(shù)組）。

它是用方括號(hào)定義的[ ]，你可以通過(guò)索引訪問(wèn)它的元素。

foo = [2, 4, 2, 3]

print(foo[1])
>>> 4

foo[1] = 42
print(foo)
>>> [2, 42, 2, 3]

盡管對(duì)它沒(méi)有嚴(yán)格的技術(shù)要求，但典型的約定是列表只包含相同類(lèi)型的元素（“同質(zhì)”）。

tuple

tuple是一個(gè)不可變的序列。一旦你定義了它，你在技術(shù)上就不能改變它（回想一下之前不變性的含義）。這意味著在定義tuple后，你不能在tuple中添加或刪除元素。

一個(gè)tuple是在括號(hào)中定義的( )，你可以通過(guò)索引訪問(wèn)它的元素。

foo = (2, 4, 2, 3)

print(foo[1])
>>> 4

foo[1] = 42
>>> TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

與列表不同，標(biāo)準(zhǔn)約定允許tuple包含不同類(lèi)型的元素（“異構(gòu)”）。

set

set是一個(gè)無(wú)序的可變集合，保證沒(méi)有重復(fù)。記住“無(wú)序”很重要：不能保證單個(gè)元素的順序！

一個(gè)集合在花括號(hào)中定義{ }，但如果你想要一個(gè)空集合，你可以使用foo = set()， 或者foo = {}創(chuàng)建一個(gè)空的dict. 你不能通過(guò)索引訪問(wèn)它的元素，因?yàn)樗菬o(wú)序的。

foo = {2, 4, 2, 3}

print(foo)
>>> {2, 3, 4}

print(foo[1])
>>> TypeError: 'set' object does not support indexing

對(duì)于要添加到集合中的對(duì)象，它也必須是可散列的（hash）。一個(gè)對(duì)象是可散列的，如果：

1. 它定義了方法__hash__()，該方法將哈希值（hash）作為整數(shù)返回。（見(jiàn)下文）

2. 它定義了__eq__()比較兩個(gè)對(duì)象的方法。

對(duì)于同一個(gè)對(duì)象（值），一個(gè)有效的散列值（hash）應(yīng)該總是相同的，并且它應(yīng)該是合理的唯一的，因此另一個(gè)對(duì)象返回相同的散列是不常見(jiàn)的。（兩個(gè)或多個(gè)具有相同哈希值的對(duì)象稱(chēng)為哈希沖突，它們?nèi)匀粫?huì)發(fā)生。）

dict

dict（字典）是鍵值數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

它在花括號(hào)中定義{ }，:用于分隔鍵和值。它是無(wú)序的，所以你不能通過(guò)索引訪問(wèn)它的元素；但是你可以通過(guò)[ ]加鍵值訪問(wèn)元素。

foo = {'a' : 1, 'b' : 2, 'c' : 3, 'd' : 4}

print(foo['b'])
>>> 2

foo['b'] = 42
print(foo)
>>> {'a': 1, 'b': 42, 'c': 3, 'd': 4}

只有可散列的對(duì)象可以用作字典鍵。（有關(guān)set哈希性的更多信息，請(qǐng)參閱官網(wǎng)的部分。）

其他

除了基礎(chǔ)之外，Python 還提供了額外的容器/數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。可以在內(nèi)置模塊collections中找到它們。

拆包

有一個(gè)重要的 Python 語(yǔ)法我們還沒(méi)有討論過(guò)，但很快就會(huì)派上用場(chǎng)。我們可以將容器中的每個(gè)元素分配給一個(gè)變量！這稱(chēng)為拆包。

當(dāng)然，我們需要確切地知道我們要拆包多少才能結(jié)束，否則我們會(huì)得到一個(gè)ValueError的異常。

讓我們看一個(gè)使用tuple元組的基本示例。

fullname = ('Carmen', 'Sandiego')
first, last = fullname
print(first)
>>> Carmen
print(last)
>>> Sandiego

看第二行代碼，我們可以列出多個(gè)要分配的變量，用逗號(hào)分隔。Python 將拆分等號(hào)右側(cè)的容器，將每個(gè)值按從左到右的順序分配給一個(gè)變量。

注意：記住，set是無(wú)序的！雖然你可以在技術(shù)上使用集合來(lái)執(zhí)行此操作，但你無(wú)法確定將什么值分配給什么變量。不保證按順序進(jìn)行分配，集合的值的分配順序通常是偶然的！

in

Python 提供了一個(gè)關(guān)鍵字in ，用于檢查是否在容器中找到了特定元素。

places = ['Nashville', 'Norway', 'Bonaire', 'Zimbabwe', 'Chicago', 'Czechoslovakia']

if 'Nashville' in places:
    print("Music city!")

這適用于許多容器，包括列表、元組、集合，甚至是字典鍵（但不是字典值）。

如果你希望你的自定義類(lèi)之一支持in運(yùn)算符，你只需要定義__contains__(self, item)方法，它應(yīng)該返回Trueor False。

迭代器

Python 的循環(huán)是配合我之前提到的迭代器一起使用。前面提到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是是可以使用迭代器迭代的對(duì)象。

好的，讓我們從頭開(kāi)始。Python 容器對(duì)象，例如 list，也是一個(gè)可迭代對(duì)象，因?yàn)樗?code>__iter__()方法，返回一個(gè)迭代器對(duì)象。

方法__next__()也是一個(gè)迭代器，在容器迭代器的情況下，返回下一項(xiàng)。即使是無(wú)序的容器，例如set()，也可以使用迭代器進(jìn)行遍歷。

當(dāng)__next__()不能返回任何其他內(nèi)容時(shí)，它會(huì)拋出一個(gè)名為StopIteration的特殊異常。這可以使用try...except捕獲異常。

讓我們?cè)倏匆幌?code>for遍歷 list 的循環(huán)，例如...

dossiers = ['The Contessa', 'Double Trouble', 'Eartha Brute', 'Kneemoi', 'Patty Larceny', 'RoboCrook', 'Sarah Nade', 'Top Grunge', 'Vic the Slick', 'Wonder Rat']

for crook in dossiers:
    print(crook)

dossiers是一個(gè)list對(duì)象，它是一個(gè)可迭代的對(duì)象。當(dāng) Python 到達(dá)for循環(huán)時(shí)，它會(huì)做三件事：

1. 調(diào)用iter(dossiers)，依次執(zhí)行dossiers.__iter__()。這將返回一個(gè)我們將調(diào)用的迭代器對(duì)象list_iter。這個(gè)迭代器對(duì)象將被循環(huán)使用。

2. 對(duì)于循環(huán)的每次迭代，它都會(huì)調(diào)用next(list_iter)，執(zhí)行list_iter.__next__()并將返回的值分配給crook。

3. 如果迭代器拋出了特殊異常StopIteration，則循環(huán)結(jié)束，退出。

while True:如果我在循環(huán)中重寫(xiě)該邏輯可能會(huì)更容易理解......

list_iter = iter(dossiers)
while True:
    try:
        crook = next(list_iter)
        print(crook)
    except StopIteration:
        break

如果你嘗試這兩個(gè)循環(huán)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它們做的事情完全相同！

了解__iter__(),__next__()和StopIteration異常的工作原理后，你現(xiàn)在可以使自己的類(lèi)可迭代！

注意：雖然將迭代器類(lèi)與可迭代類(lèi)分開(kāi)定義都可以，但你不一定必須這樣做！只要這兩種方法都在你的類(lèi)中定義，并且__next__()行為適當(dāng)，你就可以定義__iter__()為return self.

值得注意的是迭代器本身是可迭代的：它們有一個(gè)__iter__()方法返回self。

字典案例

假設(shè)我們有一本想要使用的字典......

locations = {
    'Parade Ground': None,
    'Ste.-Catherine Street': None,
    'Pont Victoria': None,
    'Underground City': None,
    'Mont Royal Park': None,
    'Fine Arts Museum': None,
    'Humor Hall of Fame': 'The Warrant',
    'Lachine Canal': 'The Loot',
    'Montreal Jazz Festival': None,
    'Olympic Stadium': None,
    'St. Lawrence River': 'The Crook',
    'Old Montréal': None,
    'McGill University': None,
    'Chalet Lookout': None,
    '?le Notre-Dame': None
    }

如果我們只想查看其中的每個(gè)項(xiàng)目，我們只需使用for循環(huán)。所以，這應(yīng)該有效，對(duì)吧？

for location in locations:
    print(location)

哎呀！這只向我們展示了鍵，而不是值。這并不是我們想要的，不是嗎？

dict.__iter__()返回一個(gè)dict_keyiterator對(duì)象，該對(duì)象執(zhí)行其類(lèi)名的操作：它遍歷鍵，但不遍歷值。

要同時(shí)獲取鍵和值，我們需要調(diào)用locations.items()返回dict_items對(duì)象。dict_items.iter()返回 dict_itemiterator，它將字典中的每個(gè)鍵值對(duì)作為元組返回。

舊版說(shuō)明：如果你使用的是 Python 2，則應(yīng)改為調(diào)用locations.iteritems()。

還記得剛才，當(dāng)我們談到拆包的時(shí)候嗎？我們將每一對(duì)鍵值作為一個(gè)元組并拆分成成兩個(gè)變量。

for key, value in locations.items():
    print(f'{key} => {value}')

打印出以下內(nèi)容：

Parade Ground => None
Ste.-Catherine Street => None
Pont Victoria => None
Underground City => None
Mont Royal Park => None
Fine Arts Museum => None
Humor Hall of Fame => The Warrant
Lachine Canal => The Loot
Montreal Jazz Festival => None
Olympic Stadium => None
St. Lawrence River => The Crook
Old Montréal => None
McGill University => None
Chalet Lookout => None
?le Notre-Dame => None

現(xiàn)在我們可以處理數(shù)據(jù)了。例如，我想在另一個(gè)字典中記錄重要信息。

information = {}

for location, result in locations.items():
    if result is not None:
        information[result] = location

# Win the game!
print(information['The Loot'])
print(information['The Warrant'])
print(information['The Crook'])

print("Vic the Slick....in jaaaaaaaaail!")

這將找到 Loot、Warrant 和 Crook，并按正確順序列出它們：

Lachine Canal
Humor Hall of Fame
St. Lawrence River
Vic the Slick....in jaaaaaaaaail!

自定義迭代器

我之前已經(jīng)提到你可以制作自己的迭代器和迭代器，但現(xiàn)在來(lái)實(shí)現(xiàn)它！

想象一下，我們想方便保留一個(gè)代理列表，以便我們始終可以通過(guò)代理編號(hào)來(lái)識(shí)別它們。但是，有些代理是我們不能談?wù)摰摹Ｎ覀兛梢酝ㄟ^(guò)將代理 ID 和名稱(chēng)存儲(chǔ)在字典中，然后維護(hù)分類(lèi)代理列表來(lái)輕松完成此操作。

注意：請(qǐng)記住，在我們對(duì)類(lèi)的討論中，Python 中實(shí)際上沒(méi)有私有變量這樣的東西。如果你真的打算保密，請(qǐng)使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的加密和安全實(shí)踐，或者至少不要將你的 API 暴露給任何 VILE 操作員。;)

對(duì)于初學(xué)者，這是該類(lèi)的基本結(jié)構(gòu)：

class AgentRoster:
    def __init__(self):
        self._agents = {}
        self._classified = []

    def add_agent(self, name, number, classified=False):
        self._agents[number] = name
        if classified:
            self._classified.append(name)

    def validate_number(self, number):
        try:
            name = self._agents[number]
        except KeyError:
            return False
        else:
            return True

    def lookup_agent(self, number):
        try:
            name = self._agents[number]
        except KeyError:
            name = "<NO KNOWN AGENT>"
        else:
            if name in self._classified:
                name = "<CLASSIFIED>"
        return name

我們可以繼續(xù)測(cè)試一下，只是為了后續(xù)：

roster = AgentRoster()

roster.add_agent("Ann Tickwitee", 2539634)
roster.add_agent("Ivan Idea", 1324595)
roster.add_agent("Rock Solid", 1385723)
roster.add_agent("Chase Devineaux", 1495263, True)

print(roster.validate_number(2539634))
>>> True
print(roster.validate_number(9583253))
>>> False

print(roster.lookup_agent(1324595))
>>> Ivan Idea
print(roster.lookup_agent(9583253))
>>> <NO KNOWN AGENT>
print(roster.lookup_agent(1495263))
>>> <CLASSIFIED>

太好了，這完全符合預(yù)期！現(xiàn)在，如果我們希望能夠遍歷整個(gè)字典怎么辦。

但是，我們不想直接訪問(wèn)roster._agents字典，因?yàn)檫@將忽略這個(gè)類(lèi)的整個(gè)“分類(lèi)”方面。我們?nèi)绾翁幚恚?/p>

正如我之前提到的，我們可以讓這個(gè)類(lèi)也作為它自己的迭代器，這意味著它有一個(gè)__next__()方法。在這種情況下，我們只會(huì) return self。但是，這里是超簡(jiǎn)單Python教程，所以讓我們跳過(guò)煩人步驟，簡(jiǎn)化內(nèi)容，實(shí)際創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的迭代器類(lèi)。

在這個(gè)例子中，我實(shí)際上將字典變成了一個(gè)元組列表，這將允許我使用索引。（請(qǐng)記住，字典是無(wú)序的。）我還將計(jì)算出有多少代理未分類(lèi)。當(dāng)然，所有這些邏輯都屬于該__init__()方法：

class AgentRoster_Iterator:

    def __init__(self, container):
        self._roster = list(container._agents.items())
        self._classified = container._classified
        self._max = len(self._roster) - len(self._classified)
        self._index = 0

要成為迭代器，類(lèi)必須有__next__()方法；這是唯一的要求！請(qǐng)記住，一旦我們沒(méi)有更多數(shù)據(jù)要返回，該方法就需要拋出StopException異常。

我將定義AgentRoster_Iterator的__next__()方法如下：

class AgentRoster_Iterator:

    # ...snip...

    def __next__(self):
        if self._index == self._max:
            raise StopIteration
        else:
            r = self._roster[self._index]
            self._index += 1
            return r

現(xiàn)在我們返回到AgentRoster類(lèi)，我們需要在其中添加一個(gè)__iter__()返回迭代器對(duì)象的方法。

class AgentRoster:

    # ...snip...

    def __iter__(self):
        return AgentRoster_Iterator(self)

只需要一點(diǎn)點(diǎn)操作，現(xiàn)在我們的AgentRoster類(lèi)的行為與循環(huán)的預(yù)期完全一樣！這段代碼如下...

roster = AgentRoster()

roster.add_agent("Ann Tickwitee", 2539634)
roster.add_agent("Ivan Idea", 1324595)
roster.add_agent("Rock Solid", 1385723)
roster.add_agent("Chase Devineaux", 1495263, True)

for number, name in roster:
    print(f'{name}, id #{number}')

產(chǎn)生的結(jié)果如下...

Ann Tickwitee, id #2539634
Ivan Idea, id #1324595
Rock Solid, id #1385723

以上就是“Python循環(huán)和迭代器怎么使用”這篇文章的所有內(nèi)容，感謝各位的閱讀！相信大家閱讀完這篇文章都有很大的收獲，小編每天都會(huì)為大家更新不同的知識(shí)，如果還想學(xué)習(xí)更多的知識(shí)，請(qǐng)關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。

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