Python3 菜鳥教程 筆記5 -- 循環、迭代器與生成器

$ 循環
@ Python 中沒有 do..while 循環

@ 無限循環
可以通過設置條件表達式永遠不爲 false 來實現無限循環,可以使用 CTRL+C 來退出當前的無限循環。
無限循環在服務器上客戶端的實時請求非常有用。 
@ 循環中的 else 語句
循環語句可以有 else 語句,它循環終止時被執行,但循環被 break 終止時不執行。
(1)對於while循環,它在條件變爲 false致使循環終止時被執行
while <expr>:
    <statement(s)>
else:
    <additional_statement(s)>

(2)對於for循環,它在窮盡列表致使循環終止時被執行
for <variable> in <sequence>:
    <statements>
else:
    <statements>

[例1]while循環輸出數字,並判斷大小

#!/usr/bin/python3
count = 0
while count < 5:
   print (count, ' < 5')
   count = count + 1
else:
   print (count, ' >= 5')

執行以上腳本,輸出結果如下:

0  < 5
1  < 5
2  < 5
3  < 5
4  < 5
5  >= 5

[例2]for循環查詢質數

#!/usr/bin/python3
for n in range(2, 10):
    for x in range(2, n):
        if n % x == 0:
            print(n, '=', x, '*', n//x)
            break
    else:
        # 循環中沒有找到元素
        print(n, ' 是質數')

執行以上腳本輸出結果爲:

2  是質數
3  是質數
4 = 2 * 2
5  是質數
6 = 2 * 3
7  是質數
8 = 2 * 4
9 = 3 * 3

@ for語句
for循環可以遍歷任何序列的項目,如一個列表或者一個字符串。
[例]
>>> languages = ["C", "C++", "Java", "Python"]
>>> for x in languages:
    print(x)

    
C
C++
Java
Python
>>> 

如果需要遍歷數字序列,可以使用內置range()函數,它會生成數列。
還可以使用range()函數來創建一個列表,eg:list(range(5))
>>> range(5)
range(0, 5)
>>> list(range(5))
[0, 1, 2, 3, 4]
>>> 

[例]
>>> for i in range(5):
    print(i,end=',')

    
0,1,2,3,4,
>>> 
>>> for i in range(5,9):      #指定區間
    print(i,end=',')

    
5,6,7,8,
>>> for i in range(0, 10, 3):   #指定步長
    print(i,end=',')

    
0,3,6,9,
>>> for i in range(-10, -100, -30):   #步長可以是負數
    print(i,end=',')

    
-10,-40,-70,
>>> 
>>> week=['Sun','Tue','Wed','Thur','Fri','Sat']   #結合range()和len()函數以遍歷一個序列的索引
>>> for i in range(len(week)):
    print(i,week[i],sep='-')

    
0-Sun
1-Tue
2-Wed
3-Thur
4-Fri
5-Sat
>>> 
>>> for w_index,w_item in enumerate(week):   #類似地,還可以使用內置 enumerate 函數進行遍歷
    print(w_index,w_item,sep='-')

    
0-Sun
1-Tue
2-Wed
3-Thur
4-Fri
5-Sat
>>> 

@ pass語句
Python pass是空語句,是爲了保持程序結構的完整性。pass不做任何事情,一般用做佔位語句。

 

$ 迭代器
迭代器對象從集合的第一個元素開始訪問,直到所有的元素被訪問完結束。迭代器只能往前不會後退。
迭代器有兩個基本的方法:iter() 和 next()。
字符串,列表或元組對象都可用於創建迭代器。
[例]
>>> import sys
>>> list=[1,2,3,4]
>>> it = iter(list)
>>> while True:
    print (next(it))

    
1
2
3
4
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#233>", line 2, in <module>
    print (next(it))
StopIteration
>>> 
可以捕獲這個異常,腳本如下

#!/usr/bin/python3
 
import sys         # 引入 sys 模塊
 
list=[1,2,3,4]
it = iter(list)    # 創建迭代器對象
 
while True:
    try:
        print (next(it))
    except StopIteration:
        sys.exit()

@ 創建一個迭代器
把一個類作爲一個迭代器使用需要在類中實現兩個方法 __iter__() 與 __next__() 。
__iter__() 方法返回一個特殊的迭代器對象, 這個迭代器對象實現了 __next__() 方法並通過 StopIteration 異常標識迭代的完成。
__next__() 方法會返回下一個迭代器對象。

@ StopIteration 
StopIteration 異常用於標識迭代的完成,防止出現無限循環的情況,在 __next__() 方法中我們可以設置在完成指定循環次數後觸發 StopIteration 異常來結束迭代。

$ 生成器
在 Python 中,使用了 yield 的函數被稱爲生成器(generator)。
生成器是一個返回迭代器的函數。
在調用生成器運行的過程中,
1)每次遇到 yield 時函數會暫停並保存當前所有的運行信息,返回 yield 的值(有點像斷點)
2)並在下一次執行 next() 方法時從當前位置繼續運行。

[例] 使用 yield 實現斐波那契數列:

#!/usr/bin/python3
import sys

def fibonacci(n): # 生成器函數 - 斐波那契
    a, b, counter = 0, 1, 0
    while True:
        if (counter >n):
            return
        yield a         # yield後面可以加多個數值,此時返回的是元組(和return類似)
        a, b = b, a + b
        counter += 1
f = fibonacci(10) # f 是一個迭代器,由生成器返回生成

while True:
    try:
        print (next(f), end=" ")
    except StopIteration:
        sys.exit()

輸出:0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55

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