零基础学Python:语句(3)

循环,也是现实生活中常见的现象,我们常说日复一日,就是典型的循环。又如:日月更迭,斗转星移,无不是循环;王朝更迭;子子孙孙,繁衍不息,从某个角度看也都是循环。

编程语言就是要解决现实问题的,因此也少不了要循环。

在python中,循环有一个语句:for语句。

其基本结构是:

for 循环规则:
    操作语句

从这个基本结构看,有着同if条件语句类似的地方:都有冒号;语句块都要缩进。是的,这是不可或缺的。

简单的for循环例子

前面介绍print语句的时候,出现了一个简单例子。重复一个类似的:

>>> hello = "world"
>>> for i in hello:
...     print i
... 
w
o
r
l
d

这个for循环是怎么工作的呢?

  1. hello这个变量引用的是”world”这个str类型的数据
  2. 变量 i 通过hello找到它所引用的对象”world”,因为str类型的数据属于序列类型,能够进行索引,于是就按照索引顺序,从第一字符开始,依次获得该字符的引用。
  3. 当 i=”w”的时候,执行print i,打印出了字母w,结束之后循环第二次,让 i=”e”,然后执行print i,打印出字母e,如此循环下去,一直到最后一个字符被打印出来,循环自动结束。注意,每次打印之后,要换行。如果不想换行,怎么办?参见《语句(1)》中关于print语句。

因为可以也通过使用索引(偏移量),得到序列对象的某个元素。所以,还可以通过下面的循环方式实现同样效果:

>>> for i in range(len(hello)):
...     print hello[i]
... 
w
o
r
l
d

其工作方式是:

  1. len(hello)得到hello引用的字符串的长度,为5
  2. range(len(hello),就是range(5),也就是[0, 1, 2, 3, 4],对应这”world”每个字母索引,也可以称之为偏移量。这里应用了一个新的函数range(),关于它的用法,继续阅读,就能看到了。
  3. for i in range(len(hello)),就相当于for i in [0,1,2,3,4],让i依次等于list中的各个值。当i=0时,打印hello[0],也就是第一个字符。然后顺序循环下去,直到最后一个i=4为止。

以上的循环举例中,显示了对str的字符依次获取,也涉及了list,感觉不过瘾呀。那好,看下面对list的循环:

>>> ls_line
['Hello', 'I am qiwsir', 'Welcome you', '']
>>> for word in ls_line:
...     print word
... 
Hello
I am qiwsir
Welcome you

>>> for i in range(len(ls_line)):
...     print ls_line[i]
... 
Hello
I am qiwsir
Welcome you

range(start,stop[, step])

这个内建函数,非常有必要给予说明,因为它会经常被使用。一般形式是range(start, stop[, step])

要研究清楚一些函数特别是内置函数的功能,建议看官首先要明白内置函数名称的含义。因为在python中,名称不是随便取的,是代表一定意义的。所谓:名不正言不顺。

在具体实验之前,还是按照管理,摘抄一段官方文档的原话,让我们能够深刻理解之:

从这段话,我们可以得出关于range()函数的以下几点:

  • 这个函数可以创建一个数字元素组成的列表。
  • 这个函数最常用于for循环(关于for循环,马上就要涉及到了)
  • 函数的参数必须是整数,默认从0开始。返回值是类似[start, start + step, start + 2*step, …]的列表。
  • step默认值是1。如果不写,就是按照此值。
  • 如果step是正数,返回list的最最后的值不包含stop值,即start+istep这个值小于stop;如果step是负数,start+istep的值大于stop。
  • step不能等于零,如果等于零,就报错。

在实验开始之前,再解释range(start,stop[,step])的含义:

  • start:开始数值,默认为0,也就是如果不写这项,就是认为start=0
  • stop:结束的数值,必须要写的。
  • step:变化的步长,默认是1,也就是不写,就是认为步长为1。坚决不能为0

实验开始,请以各项对照前面的讲述:

>>> range(9)                #stop=9,别的都没有写,含义就是range(0,9,1)
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8] #从0开始,步长为1,增加,直到小于9的那个数 
>>> range(0,9)
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
>>> range(0,9,1)
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

>>> range(1,9)              #start=1
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

>>> range(0,9,2)            #step=2,每个元素等于start+i*step,
[0, 2, 4, 6, 8]

仅仅解释一下range(0,9,2)

  • 如果是从0开始,步长为1,可以写成range(9)的样子,但是,如果步长为2,写成range(9,2)的样子,计算机就有点糊涂了,它会认为start=9,stop=2。所以,在步长不为1的时候,切忌,要把start的值也写上。
  • start=0,step=2,stop=9.list中的第一个值是start=0,第二个值是start+1step=2(注意,这里是1,不是2,不要忘记,前面已经讲过,不论是list还是str,对元素进行编号的时候,都是从0开始的),第n个值就是start+(n-1)step。直到小于stop前的那个值。

熟悉了上面的计算过程,看看下面的输入谁是什么结果?

>>> range(-9)

我本来期望给我返回[0,-1,-2,-3,-4,-5,-6,-7,-8],我的期望能实现吗?

分析一下,这里start=0,step=1,stop=-9.

第一个值是0;第二个是start+1*step,将上面的数代入,应该是1,但是最后一个还是-9,显然出现问题了。但是,python在这里不报错,它返回的结果是:

>>> range(-9)
[]
>>> range(0,-9)
[]
>>> range(0)
[]

报错和返回结果,是两个含义,虽然返回的不是我们要的。应该如何修改呢?

>>> range(0,-9,-1)
[0, -1, -2, -3, -4, -5, -6, -7, -8]
>>> range(0,-9,-2)
[0, -2, -4, -6, -8]

有了这个内置函数,很多事情就简单了。比如:

>>> range(0,100,2)
[0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98]

100以内的自然数中的偶数组成的list,就非常简单地搞定了。

思考一个问题,现在有一个列表,比如是[“I”,”am”,”a”,”pythoner”,”I”,”am”,”learning”,”it”,”with”,”qiwsir”],要得到这个list的所有序号组成的list,但是不能一个一个用手指头来数。怎么办?

请沉思两分钟之后,自己实验一下,然后看下面。

>>> pythoner
['I', 'am', 'a', 'pythoner', 'I', 'am', 'learning', 'it', 'with', 'qiwsir']
>>> py_index = range(len(pythoner))     #以len(pythoner)为stop的值
>>> py_index
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

再用手指头指着pythoner里面的元素,数一数,是不是跟结果一样。

例:找出100以内的能够被3整除的正整数。

分析:这个问题有两个限制条件,第一是100以内的正整数,根据前面所学,可以用range(1,100)来实现;第二个是要解决被3整除的问题,假设某个正整数n,这个数如果能够被3整除,也就是n%3(%是取余数)为0.那么如何得到n呢,就是要用for循环。

以上做了简单分析,要实现流程,还需要细化一下。按照前面曾经讲授过的一种方法,要画出问题解决的流程图。

下面写代码就是按图索骥了。

代码:

#! /usr/bin/env python
#coding:utf-8

aliquot = []

for n in range(1,100):
    if n%3 == 0:
        aliquot.append(n)

print aliquot

代码运行结果:

[3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 42, 45, 48, 51, 54, 57, 60, 63, 66, 69, 72, 75, 78, 81, 84, 87, 90, 93, 96, 99]

上面的代码中,将for循环和if条件判断都用上了。

不过,感觉有点麻烦,其实这么做就可以了:

>>> range(3,100,3)
[3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 42, 45, 48, 51, 54, 57, 60, 63, 66, 69, 72, 75, 78, 81, 84, 87, 90, 93, 96, 99]

能够用来for的对象

所有的序列类型对象,都能够用for来循环。比如:

>>> name_str = "qiwsir"
>>> for i in name_str:  #可以对str使用for循环
...     print i,
...                     
q i w s i r

>>> name_list = list(name_str)
>>> name_list
['q', 'i', 'w', 's', 'i', 'r']
>>> for i in name_list:     #对list也能用
...     print i,
... 
q i w s i r

>>> name_set = set(name_str)    #set还可以用
>>> name_set
set(['q', 'i', 's', 'r', 'w'])
>>> for i in name_set:
...     print i,
... 
q i s r w

>>> name_tuple = tuple(name_str)
>>> name_tuple
('q', 'i', 'w', 's', 'i', 'r')
>>> for i in name_tuple:        #tuple也能呀
...     print i,
... 
q i w s i r

>>> name_dict={"name":"qiwsir","lang":"python","website":"qiwsir.github.io"}
>>> for i in name_dict:             #dict也不例外,这里本质上是将字典的键拿出来,成为序列后进行循环
...     print i,"-->",name_dict[i]
... 
lang --> python
website --> qiwsir.github.io
name --> qiwsir

在用for来循环读取字典键值对上,需要多说几句。

有这样一个字典:

>>> a_dict = {"name":"qiwsir", "lang":"python", "email":"qiwsir@gmail.com", "website":"www.itdiffer.com"}

曾记否?在《字典(2)》中有获得字典键、值的函数:items/iteritems/keys/iterkeys/values/itervalues,通过这些函数得到的是键或者值的列表。

>>> for k in a_dict.keys():
...     print k, a_dict[k]
... 
lang python
website www.itdiffer.com
name qiwsir
email qiwsir@gmail.com

这是最常用的一种获得字典键/值对的方法,而且效率也不错。

>>> for k,v in a_dict.items():
...     print k,v
... 
lang python
website www.itdiffer.com
name qiwsir
email qiwsir@gmail.com

>>> for k,v in a_dict.iteritems():
...     print k,v
... 
lang python
website www.itdiffer.com
name qiwsir
email qiwsir@gmail.com

这两种方法也能够实现同样的效果,但是因为有了上面的方法,一般就少用了。但是,用也无妨,特别是第二个iteritems(),效率也是挺高的。

但是,要注意下面的方法:

>>> for k in a_dict.keys():
...     print k, a_dict[k]
... 
lang python
website www.itdiffer.com
name qiwsir
email qiwsir@gmail.com

这种方法其实是不提倡的,虽然实现了同样的效果,但是效率常常是比较低的。切记。

>>> for v in a_dict.values():
...     print v
... 
python
www.itdiffer.com
qiwsir
qiwsir@gmail.com

>>> for v in a_dict.itervalues():
...     print v
... 
python
www.itdiffer.com
qiwsir
qiwsir@gmail.com

单独取values,推荐第二种方法。