详解Python中for循环是如何工作的 |
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详解Python中for循环是如何工作的
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前言 for...in 是Python程序员使用最多的语句，for 循环用于迭代容器对象中的元素，这些对象可以是列表、元组、字典、集合、文件，甚至可以是自定义类或者函数，例如： 作用于列表 >>> for elem in [1,2,3]: ... print(elem) ... 1 2 3作用于元组 >>> for i in ("zhang", "san", 30): ... print(i) ... zhang san 30作用于字符串 >>> for c in "abc": ... print(c) ... a b c作用于集合 >>> for i in {"a","b","c"}: ... print(i) ... b a c作用于字典 >>> for k in {"age":10, "name":"wang"}: ... print(k) ... age name作用于文件 >>> for line in open("requirement.txt"): ... print(line, end="") ... Fabric==1.12.0 Markdown==2.6.7可能有人不经要问，为什么这么多不同类型对象都支持 for 语句，还有哪些类型的对象可以作用在 for 语句中呢？回答这个问题之前，我们先要了解 for 循环背后的执行原理。 for 循环是对容器进行迭代的过程，什么是迭代？迭代就是从某个容器对象中逐个地读取元素，直到容器中没有更多元素为止。那么，哪些对象支持迭代操作？任何对象都可以吗？先随便自定义一个类试试，看行不行： >>> class MyRange: ... def __init__(self, num): ... self.num = num ... >>> for i in MyRange(10): ... print(i) ... Traceback (most recent call last): File "", line 1, in TypeError: 'MyRange' object is not iterable错误堆栈日志非常清楚地告诉我们，MyRange 不是一个可迭代对象，所以它不能用于迭代，那么到底什么样的对象才称得上是可迭代对象(iterable)呢？ 可迭代对象需要实现__iter__方法，并返回一个迭代器，什么是迭代器呢？迭代器只需要实现 __next__方法。现在我们就来验证一下列表为什么支持迭代： >>> x = [1,2,3] >>> its = x.__iter__() # x有此方法，说明列表是可迭代对象 >>> its >>> its.__next__() # its有此方法，说明its是迭代器 1 >>> its.__next__() 2 >>> its.__next__() 3 >>> its.__next__() Traceback (most recent call last): File "", line 1, in StopIteration从试验结果来看，列表是一个可迭代对象，因为它实现了 __iter__方法，并且返回了一个迭代器对象（list_iterator），因为它实现了 __next__方法。我们看到它不断地调用__next__方法，其实就是不断地迭代获取容器中的元素，直到容器中没有更多元素抛出 StopIteration 异常为止。 那么 for 语句又是如何循环的呢？到这里，恐怕你也猜到了，它的步骤是： 先判断对象是否为可迭代对象，不是的话直接报错，抛出TypeError异常，是的话，调用 __iter__方法，返回一个迭代器 不断地调用迭代器的__next__方法，每次按序返回迭代器中的一个值 迭代到最后，没有更多元素了，就抛出异常 StopIteration，这个异常 python 自己会处理，不会暴露给开发者
对于元组，字典，字符串也是同样的道理，弄明白了 for 的执行原理之后，我们就可以实现自己的迭代器用在 for 循环中。 前面的 MyRange 报错是因为它没有实现迭代器协议里面的这两个方法，现在继续改进： class MyRange: def __init__(self, num): self.i = 0 self.num = num def __iter__(self): return self def __next__(self): if self.i < self.num: i = self.i self.i += 1 return i else: # 达到某个条件时必须抛出此异常，否则会无止境地迭代下去 raise StopIteration()因为它实现了__next__方法，所以 MyRange 本身已经是一个迭代器了，所以 __iter__返回的就是对象本身 self。现在用在 for 循环中试试： for i in MyRange(3): print(i) # 输出 0 1 2有没有发现，自定义的 MyRange 功能和内建函数 range很相似。for 循环本质是不断地调用迭代器的__next__方法，直到有 StopIteration 异常为止，所以任何可迭代对象都可以作用在for循环中。 总结 以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对脚本之家的支持。 您可能感兴趣的文章:Python中for循环详解详解Python中for循环的使用Python中在for循环中嵌套使用if和else语句的技巧详解Python中for循环的使用方法跟老齐学Python之for循环语句讲解Python中for循环下的索引变量的作用域Python中for循环和while循环的基本使用方法Python for循环中的陷阱详解python 用lambda函数替换for循环的方法Python入门_浅谈for循环、while循环利用Python循环(包括while&for)各种打印九九乘法表的实例python中for循环输出列表索引与对应的值方法Python中for循环控制语句用法实例python中的for循环Python编程中的for循环语句学习教程python for循环输入一个矩阵的实例Python的for和break循环结构中使用else语句的技巧Python for循环及基础用法详解 |
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