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Python 入门（九）迭代

Python入门迭代
2023-09-14 08:59:27 时间

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。

任务

请用for循环迭代数列 1-100 并打印出7的倍数。

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。

任务

zip()函数可以把两个 list 变成一个 list：

>>> zip([10, 20, 30], ['A', 'B', 'C'])
[(10, 'A'), (20, 'B'), (30, 'C')]

在迭代 ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul'] 时，如果我们想打印出名次 - 名字（名次从1开始)，请考虑如何在迭代中打印出来。

提示：考虑使用zip()函数和range()函数

Python的zip函数

zip函数接受任意多个（包括0个和1个）序列作为参数，返回一个tuple列表。具体意思不好用文字来表述，直接看示例：

1.示例1：

复制代码
x = [1, 2, 3]

y = [4, 5, 6]

z = [7, 8, 9]

xyz = zip(x, y, z)

print xyz
复制代码

运行的结果是：

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

从这个结果可以看出zip函数的基本运作方式。

2.示例2：

x = [1, 2, 3]
y = [4, 5, 6, 7]
xy = zip(x, y)
print xy

运行的结果是：

[(1, 4), (2, 5), (3, 6)]

从这个结果可以看出zip函数的长度处理方式。

3.示例3：

x = [1, 2, 3]
x = zip(x)
print x

运行的结果是：

[(1,), (2,), (3,)]

从这个结果可以看出zip函数在只有一个参数时运作的方式。

4.示例4：

x = zip()
print x

运行的结果是：

[]

从这个结果可以看出zip函数在没有参数时运作的方式。

5.示例5：

复制代码
x = [1, 2, 3]

y = [4, 5, 6]

z = [7, 8, 9]

xyz = zip(x, y, z)

u = zip(*xyz)

print u
复制代码

运行的结果是：

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

一般认为这是一个unzip的过程，它的运行机制是这样的：

在运行zip(*xyz)之前，xyz的值是：[(1, 4, 7), (2, 5, 8), (3, 6, 9)]

那么，zip(*xyz) 等价于 zip((1, 4, 7), (2, 5, 8), (3, 6, 9))

所以，运行结果是：[(1, 2, 3), (4, 5, 6), (7, 8, 9)]

注：在函数调用中使用*list/tuple的方式表示将list/tuple分开，作为位置参数传递给对应函数（前提是对应函数支持不定个数的位置参数）

6.示例6：

x = [1, 2, 3]
r = zip(* [x] * 3)
print r

运行的结果是：

[(1, 1, 1), (2, 2, 2), (3, 3, 3)]

它的运行机制是这样的：

[x]生成一个列表的列表，它只有一个元素x

[x] * 3生成一个列表的列表，它有3个元素，[x, x, x]

zip(* [x] * 3)的意思就明确了，zip(x, x, x)

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 <dictionary-valueiterator> 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。

任务

给定一个dict：

d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59, 'Paul': 74 }

请计算所有同学的平均分。

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。

任务

请根据dict：

d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59, 'Paul': 74 }

打印出 name : score，最后再打印出平均分 average : score。

 

 

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