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详解Python中for循环是如何工作的

python 搞代码 4年前 (2022-01-07) 36次浏览 已收录 0个评论

如果你对python中的for循环不是很清楚,那么建议你看看这篇文章,本文主要给大家介绍了关于Python中for循环是如何工作的相关资料,介绍的非常详细,对大家具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面来一起看看吧。

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  >>> i<div style="color:transparent">来源gaodai.ma#com搞#代!码网</div>ts.__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gaodaima搞代码网的支持。

以上就是详解Python中for循环是如何工作的的详细内容,更多请关注gaodaima搞代码网其它相关文章!


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