深入理解python中的for循环语句

Posted 2021-10-28 尤尔小屋的猫

公众号：尤而小屋
作者：Peter
编辑：Peter

大家好，我是Peter~

一年四季，循环往复：说到底就是一个循环的问题

for语句实际上解决的是循环问题。在很多的高级语言中都有for循环（for loop）。

for语句是编程语言中针对可迭代对象的语句，它的主要作用是允许代码被重复执行。看一段来自维基百科的介绍：

In computer science, a for-loop (or simply for loop) is a control flow statement for specifying iteration, which allows code to be executed repeatedly。（作用：介绍了for循环是什么？）

A for-loop has two parts: a header specifying the iteration, and a body which is executed once per iteration. （for循环是什么构成的？）

• 是什么：在计算科学中，是针对特殊迭代对象的控制流语句，能够重复执行
• 怎么构成：一个头部（是可迭代对象）+ 每个对象的执行体

可迭代对象

什么是可迭代对象

可迭代对象（Iteratable Object） 是能够一次返回其中一个成员的对象，比如我们常用的字符串、列表、元组、集合、字典等等之类的对象都属于可迭代对象，获取到这些对象我们就可以用for循环来进行操作。

简单来理解，任何你可以循环遍历的对象都是可迭代对象。

怎么判断

如何判断一个Python对象是不是可迭代对象？通常是使用 isinstance()函数来判断对象是否是可迭代对象

from collections import Iterable

小结：在Python常见的数据对象中，只有数字是不可迭代的，字符串、元组、列表、字典等都是可迭代的

字符串的for循环

一次遍历打印字符串中的每个元素

for i in "python": 
    print(i)    

p
y
t
h
o
n

在看另一个例子：

for i in "abcdefg":
    print(i)

a
b
c
d
e
f
g

列表的for循环

不管是单层列表还是多层的嵌套列表，我们都可以遍历打印出来：

# 单层列表

a = ["小明","小红","小张","小王"]

for i in a:
    print(i)  # 打印列表中的每个元素

小明
小红
小张
小王

# 嵌套列表

b = ["小明","小红","小张","小王",[19,20,18,23]]

for i in b:
    print(i)

小明
小红
小张
小王
[19, 20, 18, 23]

上面的例子中最后一个元素当做整体被打印出来，如果也想分开打印呢？

def qiantao(x):   # 定义一个函数
    for each in x:  # 遍历每个原始列表中的每个元素
        if isinstance(each, list):  # 判断每个元素是否是列表：isintance
            qiantao(each)  # 如果是列表，递归执行函数qiantao()
        else:
            print(each)  # 如果不是列表，就直接打印该元素
            
b = ["小明","小红","小张","小王",[19,20,18,23]]

# 调用函数，传入列表b
qiantao(b)  

小明
小红
小张
小王
19
20
18
23

元组的for循环

元组tuple的循环和列表是类似的：

t = ("小明","小红","小王")

for i in t:
    print(i)

小明
小红
小王

字典的for循环

我们使用keys()、values()、items()，我们可以分别遍历字典的键、值和键值对。需要注意的是：遍历字典默认是遍历字典的键，先定义一个字典：

d = {"name":"Peter","age":20,"sex":"male","address":"china"}

keys

遍历字典的键；

for i in d.keys():  # 遍历字典的键
    print(i)

name
age
sex
address

for i in d:  # 默认就是遍历键的取值
    print(i)

name
age
sex
address

values

遍历字典的值：

for i in d.values():  # 遍历字典的值
    print(i)

Peter
20
male
china

items()

同时遍历字典的键和值

for i in d.items():  # 遍历字典的值
    print(i)

('name', 'Peter')
('age', 20)
('sex', 'male')
('address', 'china')

分别取出字典的键和值：

for k,v in d.items():
    print(k + "--->" + str(v))

name--->Peter
age--->20
sex--->male
address--->china

range函数的for循环

range函数是 Python 内置函数，用于生成一系列连续整数，多用于 for 循环中。

range(start,stop,step)

• start：包含start，默认为0，可不写则默认为0
• stop：不包含stop，必须写
• 步长step可正可负，默认是1，不能为0

1、基础案例

range(10)  # 生成的是可迭代对象

range(0, 10) 

默认开头是0

range(0,10)

range(0, 10)

指定开头为1

range(1,10)

range(1, 10)

下面是将结果展开成列表：

list(range(10))  # 不包含10（尾部）

[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

指定步长为2：

list(range(0,10,2))  # 不包含10，步长是2

[0, 2, 4, 6, 8]

总结：range函数是包含头部不包含尾部

for i in range(10):
    print(i)

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

2、找出100以内能够被5整除的数：

for i in range(101):  # 不包含101，0-100
    if i % 5 == 0:  # %表示求余数：余数为0则表示整除
        print(i,end="、")

0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、

3、高斯求和

求出1到100的所有数之和

sum = 0

for i in range(1,101):
    sum = sum + i  # 每循环一次，sum就是这个数字
    
sum

5050

求出100以内奇数的和：

sum = 0

# 步长为2，从1开始：1，3，5，7...
for i in range(1,101,2):  
    sum = sum + i
    
sum

2500

求出100以内偶数的和：

sum = 0

# 步长为2，从2开始：2,4,6,8...
for i in range(2,101,2):  
    sum = sum + i
    
sum

2550

多个for语句

for语句中还可以再使用for语句：

for i in ["python","java","html"]:
    for j in i:
        print(i.upper(),j)    # upper()：将字母变成大写

PYTHON p
PYTHON y
PYTHON t
PYTHON h
PYTHON o
PYTHON n
JAVA j
JAVA a
JAVA v
JAVA a
HTML h
HTML t
HTML m
HTML l

for i in [4,5,6]:
    for j in [1,2,3]:
        print(i*j)  # 实现任意两个数的乘法

4  # 4*1
8  # 4*2
12 # 4*3
5  # 5*1 
10 # 5*2
15 # 5*3
6  # 6*1
12 # 6*2
18 # 6*3

推导式

（1）上面我们提到能够被5整除的数：使用for循环和if来解决

five = []  # 定义空列表

for i in range(101):  # 不包含101，0-100
    if i % 5 == 0:  # %表示求余数：余数为0则表示整除
        five.append(i)  # 添加到列表中
        
five

[0,
 5,
 10,
 15,
 20,
 25,
 30,
 35,
 40,
 45,
 50,
 55,
 60,
 65,
 70,
 75,
 80,
 85,
 90,
 95,
 100]

（2）使用列表推导式如何实现呢？

[x for x in range(101) if x % 5 == 0]

[0,
 5,
 10,
 15,
 20,
 25,
 30,
 35,
 40,
 45,
 50,
 55,
 60,
 65,
 70,
 75,
 80,
 85,
 90,
 95,
 100]

for-else

也许你听过if-else，但是听到for-else语句吗？这也算是Python中的一个冷门知识点

for i in range(5):
    print(i)
else:
    print("结束")

0
1
2
3
4
结束

也就是说：for语句结束了依然会执行else的语句

for i in []:
    print(i)
    
else:
    print("结束")

结束

下面的例子中，当i除以3的余数是2的时候回跳出并终止整个for循环，后面的else就不会执行了

for i in range(10):
    print(i)
    if i % 3 == 2:
        break
else:
    print("结束")

0
1
2

实现三角阵列

for i in range(1,11):
    for k in range(1,i):
        print(k, end=" ")
    print("\\n")

​

1 
1 2 
1 2 3 
1 2 3 4 
1 2 3 4 5 
1 2 3 4 5 6 
1 2 3 4 5 6 7 
1 2 3 4 5 6 7 8 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 

如果我们想要倒过来，该如何实现呢？

for i in range(10,0,-1):
    for k in range(1,i):
        print(k, end=" ")
    print("\\n")

1 2 3 4 5 6 7 8 9 
1 2 3 4 5 6 7 8 
1 2 3 4 5 6 7 
1 2 3 4 5 6 
1 2 3 4 5 
1 2 3 4 
1 2 3 
1 2 
1       

99乘法表

下面举个例子来说明如何实现99乘法表，如何玩转99乘法表参考以前的文章

for i in range(1,10):
    for j in range(1,i+1):  # 为了保证有4*4，也就是同个数字相乘的等式，需要让i出现，使用i+1
        print('{}x{}={}'.format(j, i, i*j), end=" ")  # end的结束符号用空格
    print("\\n")