Python 3 入门手札（09）循环 while 及 for

如果需要重复执行某项工作，可用 while 或 for 循环来进行。其中 while 循环可依照条件来重复执行。而 for 循环则专门用来走访容器中的元素。

While 循环

n = int(input('请输入一个正整数：'))
k = n
while n > 1 :
    n = n – 1
    k = k * n
print(k)

使用 break 与 continue

break 用来跳出循环，而 continue 则可直接跳到循环的开头，略过后面未执行的部分。

i = 1
while True:
    if i == 5:
        i += 1
        continue       # 直接跳到 while 那行
    print(I, end=' ')
    if i == 10:
        break          # 直接跳出循环     
    i += 1
print('结束')        

while … else …

while 也可以有 else，它跟 if 的 else 很像，就是当 while 条件为 False 时，就会执行 else 区块，然后结束循环。

for 循环：走访容器的每个元素

for 循环可将容器中的元素一一读取出来做处理，其语法如下：

s = [0, 1, 2, 3]
for i in s:               # 每次由 s 中读取一个元素，并指定给 i
    print(i, end=' ')     # 输出的结果为 0 1 2 3

像以上这种「一一读取出来」的动作，就称为〝走访〞。凡是可走访的容器都可以用 for 来走访，如果有顺序的，例如：string, list, tuple 等，就会依序走访，而没有顺序的，例如：集合、字典等，则是随机走访，但每个元素都只会走访一次。

for a in 'abc':
    print(a, end=' ')
print(' in str')        # 输出为: a b c in str

for a in {0, 1, 2}:
    print(a, end=' ')
print(' in set')        # 输出为: 0 1 2 in set

for a in {'a':0, 'b':1, 'c':2}:
    print(a, end=' ')
print(' in dict')      # 输出为: a b c in dict

在走访字典时，其实读取到的是键（key），若要读取值、或键和值，则可用字典的 values() 或 items() 等方法。

d = {'a':0, 'b':1, 'c':2}
for a in d.values():
    print(a, end=' ')    # 输出为 0 1 2 in d.values
print(' in dict.values')

for a in d.items():
    print(a, end=' ')
print(' in dict.items')    # 输出为 ('a', 0) ('b', 1) ('c', 2) in dict.items

用多个变量走访

以上 d.items() 传回的是「元素为 tuple」的容器，因此每次循环中 a 都会被指定到一个 tuple，例如：(‘b’, 1)。此时可以用索引来读取 tuple 中的元素，例如：a[0], a[1]。不过若想要增加可读性，也可利用多重指定的技巧，用多变量来承接 tuple中的元素。

d = {'a':0, 'b':1, 'c':2}
for key, value in d.items():
    print(key, value)

使用 range() 来走访数列

range(m, n) 会传回一个「由 m 到 n 但不包含 n」的数列容器。若 m 省略则预设为 0。但 n 不可以省略。

for i in range(10):
    print(i, end=' ') 
    
for i in range(1, 11):
    print(i, end=' ')

另外还可在加第 3 个参数来指定递增量。省略时预设为 1，若指定为负值，则数列由大到小排列。

for i in range(1, 10, 2):
    print(i, end=' ')

for i in range(9, 0, -2):
    print(i, end=' ')

使用 break、continue 与 for … else …

for 和 while 一样，也可以使用 break 来跳出循环，或是用 continue 来跳到循环的开头。

for i in range(1, 20):
    if i == 5:
        continue          # 直接跳到 while 那行
    print(i, end=' ')
    if i == 10:
        break             # 直接跳出循环 
print('结束')             # 输出结果为 1 2 3 4 6 7 8 9 10结束        

for 也可搭配 else，当 for 走访完所有的元素后，会接着执行 else 区块，然后才结束循环。如果在 for 区块中使用 break，则不执行 else 区块。

s = “asxldjf;laszdjf”
for c in s:
    if c == ‘k’:             # 如果找到第一个 k 就显示找到讯息，
        print(‘找到 k 了’)
        break                 # 然后跳出循环。
else:
    print(‘没找到 k’)         # 如果全部找完，未发现 k，就显示没找到。

for 的多变量走访

「for 变量 in 容器」的运作，其实就是每次从容器中取出一个元素指定给变量，所以也是一种指定运算，因此也可以使用「多重指定」和「自动解包」。

person = {22: ('张', '天才'), 23: ('王', '子帅'), 24:('陈', '美美')}
for person_id, (lastname, firstname) in person.items():
    print(str(person_id) + '号-' + lastname + firstname)

用 enumerate() 产生元素有序号的容器

内部函数 enumerate(容器, 序号起始值) 可传回一个将元素加了序号的新容器，例如：原来的第 0 个元素 ‘a’ 会变成 (0, ‘a’)，第 1 个元素 ‘b’ 会变成 (1, ‘b’)…, 序号若省略则从 0 开始。

drinks = ('红茶', '咖啡', '果汁')
print(list(enumerate(drinks, 5)))   # 输出结果为 [(5, '红茶'), (6, '咖啡'), (7, '果汁')]

for sn, drink in enumerate(drinks):
    print(sn, drink, end=' ')

用 zip() 同时走访多个容器

内建函示 zip() 可接受多个容器作为参数，然后每次读取这些容器中的一个元素，并打包成 zip 容器传回。Zip 会一直走访到其中某一个容器读完为止。

drinks = ('红茶', '咖啡', '果汁')
prices = (35, 50, 65)
matchs = ('饼干', '蛋糕', '三明治', '松饼')

for drink, price, match in zip(drinks, prices, matchs):
    print(drink, price, '元，建议甜点：' + match)

输出的结果为：

红茶 35元，建议甜点：饼干

咖啡 50元，建议甜点：蛋糕

果汁 65元，建议甜点：三明治

matchs 虽然有 4 个元素，但 drinks 及 prices 只有 3 个，所以只会产生三个。

for 的容器生成式

我们可以在 [ ] 和 { } 里头置入一个 for 循环，从一个容器取出元素加以运算后，自动生成串行、集合或字典等容器。

串行生成式：[ 表达式 for 变量 in 容器 ]

集合生成式：{ 表达式 for 变量 in 容器 }

字典生成式：{ 表达式_K : 表达式_V for 变量 in 容器 }

list1 = [i*i for i in range(1, 6)]
print(list1)  # 输出 [1, 4, 9, 16, 25]

set1 = {i*i for i in range(1, 6)}
print(set1)   # 输出 {1, 4, 9, 16, 25}

dict1 = {i : i*i for I in range(1, 6)}
print(dict1)   # 输出 {1:1, 2:4, 3:9, 4:16, 5:25}

在生成式中还可以加上 if 来做筛选，例如：

[ 表达式 for 变量 in 容器 if 条件式 ]

s = [ i*i for i in range(1, 11) if i % 2 == 0]
print(s)   # [4, 16, 36, 64, 100]

其实在 for 之后可加上任意数量的 for 或 if，依由左而右的顺序，形成又外而内的多层巢状结构。

a = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
b = [e2 for e1 in a for e2 in e1 if e2 != 4]

相当于

a = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
b = []
for e1 in a:
    for e2 in e1:
        if e2 != 4:
            b.append(e2)