python 迭代

什麼是迭代

在Python中,如果給定一個list或tuple,我們可以通過for循環來遍歷這個list或tuple,這種遍歷我們成爲迭代(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循環抽象程度要高於Java的for循環。

因爲 Python 的 for循環不僅可以用在list或tuple上,還可以作用在其他任何可迭代對象上。

因此,迭代操作就是對於一個集合,無論該集合是有序還是無序,我們用 for 循環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,tuple,str和unicode;
2. 無序集合:set
3. 無序集合並且具有 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。

迭代與按下標訪問數組最大的不同是,後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。

索引迭代

Python中,迭代永遠是取出元素本身,而非元素的索引。

對於有序集合,元素確實是有索引的。有的時候,我們確實想在 for 循環中拿到索引,怎麼辦?

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循環又可以進一步簡寫爲:

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。

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

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

迭代dict的value

我們已經瞭解了dict對象本身就是可迭代對象,用 for 循環直接迭代 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,應該怎麼做?

dict 對象有一個 values() 方法,這個方法把dict轉換成一個包含所有value的list,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 value 的list。

  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() 方法節省了生成 list 所需的內存。

  3. 打印 itervalues() 發現它返回一個 對象,這說明在Python中,for 循環可作用的迭代對象遠不止 list,tuple,str,unicode,dict等,任何可迭代對象都可以作用於for循環,而內部如何迭代我們通常並不用關心。

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。

迭代dict的key和value

我們瞭解瞭如何迭代 dict 的key和value,那麼,在一個 for 循環中,能否同時迭代 key和value?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tuple的list,我們對這個list進行迭代,可以同時獲得key和value:

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

和 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() 不佔用額外的內存

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