Python for Loop: 優雅地迭代

一、for循環簡介

for循環是Python編程中最基本的迭代結構之一。它允許我們對一個集合中的所有元素進行遍歷，並對每個元素執行特定的操作。在Python中，for循環的語法非常簡單明了:

for var in sequence:
    #執行操作

其中「var」是用於表示迭代變數的名稱，「sequence」是需要遍歷的集合對象。下面是一個簡單的示例，演示如何使用for循環列印列表中的所有元素。

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for x in fruits:
    print(x)

輸出：

apple
banana
cherry

二、遍歷字典

除了遍歷列表之外，for循環還可以用於遍歷字典。

student = {"name": "Lucy", "age": 18, "gender": "Female"}
for key in student:
    print(key, ":", student[key])

輸出：

name : Lucy
age : 18
gender : Female

上述代碼中，我們使用for循環遍歷了字典「student」，將其所有鍵值對逐一輸出。

三、利用range()函數控制迭代次數

在Python中，range()函數允許我們生成一個數字序列，範圍為從0開始的一定數量的數字。它通常與for循環一起使用，以控制循環的次數。

for i in range(5):
    print(i)

輸出：

0
1
2
3
4

在這個示例中，我們使用range（）函數生成了一個從0到4的數字序列，並使用for循環逐個列印出來。

四、嵌套迭代

使用嵌套迭代，我們可以遍歷多個序列，將它們的內容組合在一起，並在內層循環中執行特定的操作。

colors = ["red", "green", "blue"]
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for color in colors:
    for fruit in fruits:
        print(color, fruit)

輸出：

red apple
red banana
red cherry
green apple
green banana
green cherry
blue apple
blue banana
blue cherry

在該示例中，我們使用兩個嵌套的for循環遍歷了兩個不同的列表「colors」和「fruits」，並將其元素進行組合，並逐一輸出。

五、循環控制語句

在使用for循環時，我們還可以使用特定的控制語句來控制循環的執行方式。

1. break

break語句可以中斷for循環的執行，並跳出循環。

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for x in fruits:
    if x == "banana":
        break
    print(x)

輸出：

apple

在該示例中，當for循環迭代到值為「banana」的元素時，通過使用break語句跳出了循環，並沒有執行後面的操作。

2. continue

continue語句可以跳過當前的迭代，並直接進入下一次迭代。

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for x in fruits:
    if x == "banana":
        continue
    print(x)

輸出：

apple
cherry

在該示例中，我們在迭代過程中使用了continue語句。當值為「banana」的元素被遍歷時，它將直接跳過，並進入下一次迭代。

六、迭代器

在Python中，可迭代對象是一類特殊的對象，它們的元素可以逐個迭代，而不需要將其全部載入到內存中。Python中的可迭代對象包括列表、元組、字典、集合等序列類型。但是，由於一些原因（例如，序列太大，計算效率等），我們並不希望一次性載入所有的元素，而是需要逐個獲取元素。這時候，我們可以使用迭代器。

迭代器是Python編程的一個重要概念，它允許我們在不載入所有元素的情況下訪問一個序列。迭代器對象是一個定義了next()方法的對象，它通過逐個返回集合中的元素，實現對元素的逐個訪問。

class MyNumbers:
  def __iter__(self):
    self.a = 1
    return self
 
  def __next__(self):
    x = self.a
    self.a += 1
    return x
 
myclass = MyNumbers()
myiter = iter(myclass)
 
print(next(myiter))
print(next(myiter))
print(next(myiter))
print(next(myiter))
print(next(myiter))

輸出：

1
2
3
4
5

在該示例中，我們定義了一個MyNumbers類，這個類包含了next()方法，該方法返回MyNumbers集合中的下一個元素。接下來，我們創建了一個MyNumbers實例，並通過iter()方法獲取它的迭代器對象。最後，我們使用next()方法逐個迭代該序列，並輸出其中的值。

七、總結

在Python編程中，for循環是最基本的迭代結構之一。它允許我們對列表、字典等序列類型中的元素進行遍歷，並逐一執行特定的操作。此外，我們還可以使用嵌套循環、循環控制語句以及迭代器等特性，來進一步擴展for循環的應用範圍。