Python之迭代

1.什么是迭代

在Python中,如果給定一個listtuple,我們可以通過for循環(huán)來遍歷這個listtuple,這種遍歷我們成為迭代(Iteration)

在Python中,迭代是通過 for ... in 來完成的,而很多語言比如C或者Java,迭代list是通過下標完成的,比如Java代碼:

for (i=0; i<list.length; i++) {
    n = list[i];
}

可以看出,Python的for循環(huán)抽象程度要高于Java的for循環(huán)。

因為 Python 的 for循環(huán)不僅可以用在listtuple上,還可以作用在其他任何可迭代對象上。

因此,迭代操作就是對于一個集合,無論該集合是有序還是無序,我們用 for 循環(huán)總是可以依次取出集合的每一個元素。

注意: 集合是指包含一組元素的數據結構,我們已經介紹的包括:

  1. 有序集合:list,tuplestrunicode;
  2. 無序集合:set
  3. 無序集合并且具有 key-value 對:dict
    而迭代是一個動詞,它指的是一種操作,在Python中,就是 for 循環(huán)。

迭代與按下標訪問數組最大的不同是,后者是一種具體的迭代實現方式,而前者只關心迭代結果,根本不關心迭代內部是如何實現的。

2.索引迭代

Python中,迭代永遠是取出元素本身,而非元素的索引。

對于有序集合,元素確實是有索引的。有的時候,我們確實想在 for 循環(huán)中拿到索引,怎么辦?

方法是使用 enumerate() 函數:

>>> 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() 函數,我們可以在for循環(huán)中同時綁定索引index和元素name。但是,這不是 enumerate() 的特殊語法。實際上,enumerate() 函數把:

['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']

變成了類似:

[(0, 'Adam'), (1, 'Lisa'), (2, 'Bart'), (3, 'Paul')]

因此,迭代的每一個元素實際上是一個tuple

for t in enumerate(L):
    index = t[0]
    name = t[1]
    print index, '-', name

如果我們知道每個tuple元素都包含兩個元素,for循環(huán)又可以進一步簡寫為:

for index, name in enumerate(L):
    print index, '-', name

這樣不但代碼更簡單,而且還少了兩條賦值語句。

可見,索引迭代也不是真的按索引訪問,而是由 enumerate() 函數自動把每個元素變成 (index, element) 這樣的tuple,再迭代,就同時獲得了索引和元素本身。

3.迭代dictvalue

我們已經了解了dict對象本身就是可迭代對象,用 for 循環(huán)直接迭代 dict,可以每次拿到dict的一個key

如果我們希望迭代 dict 對象的value,應該怎么做?

dict 對象有一個 values() 方法,這個方法把dict轉換成一個包含所有valuelist,這樣,我們迭代的就是 dict的每一個 value

d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
print d.values()
# [85, 95, 59]
for v in d.values():
    print v
# 85
# 95
# 59

如果仔細閱讀Python的文檔,還可以發(fā)現,dict除了values()方法外,還有一個 itervalues() 方法,用 itervalues() 方法替代 values() 方法,迭代效果完全一樣:

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

那這兩個方法有何不同之處呢?

  1. values() 方法實際上把一個 dict 轉換成了包含 valuelist

  2. 但是 itervalues() 方法不會轉換,它會在迭代過程中依次從 dict 中取出 value,所以 itervalues() 方法比 values() 方法節(jié)省了生成 list 所需的內存。

  3. 打印 itervalues() 發(fā)現它返回一個 <dictionary-valueiterator> 對象,這說明在Python中,for 循環(huán)可作用的迭代對象遠不止 list,tuplestr,unicodedict等,任何可迭代對象都可以作用于for循環(huán),而內部如何迭代我們通常并不用關心。

如果一個對象說自己可迭代,那我們就直接用 for 循環(huán)去迭代它,可見,迭代是一種抽象的數據操作,它不對迭代對象內部的數據有任何要求。

4.迭代dictkeyvalue

我們了解了如何迭代 dictkeyvalue,那么,在一個 for 循環(huán)中,能否同時迭代keyvalue?答案是肯定的。

首先,我們看看 dict 對象的 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對象轉換成了包含tuplelist,我們對這個list進行迭代,可以同時獲得keyvalue

>>> for key, value in d.items():
...     print key, ':', value
... 
Lisa : 85
Adam : 95
Bart : 59

values() 有一個 itervalues() 類似,items() 也有一個對應的 iteritems(),iteritems() 不把dict轉換成list,而是在迭代過程中不斷給出tuple,所以, iteritems() 不占用額外的內存。

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