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什么是循環(huán)
在編程中，循環(huán)意味著以相同的順序多次重復同一組計算。
想想現(xiàn)實生活中的情況。你是一位在森林里測量樹木的野外生物學家。你選一棵樹，測量它的直徑和高度，把它們寫在你的筆記本上，估計它的總體積。接下來，你再選一棵樹，測量它的直徑和高度，把它們寫在你的筆記本上，估計它的總體積。然后，你再選一棵樹，測量它的直徑和高度，把它們寫在你的筆記本上，估計它的總體積。
您將不斷重復相同的過程，直到示例中的所有樹都用完為止。在編程行話中，您將遍歷每棵樹，并以相同的順序執(zhí)行相同的任務集。
回到編程，如果給您一個整數(shù)值列表，并要求對每個項進行平方，然后再加5，最后報告結果——這就是一個循環(huán)的例子。
我們可以循環(huán)什么?
那么我們可以循環(huán)什么呢?基本上，任何可迭代的數(shù)據(jù)類型都可以使用循環(huán)進行操作。Python中的可迭代對象是以不同數(shù)據(jù)格式存儲的值序列，例如:
- 列表(例如。[15]10、12、13日)
- 元組(例如(10,12,13,15))
- 字典(例如{' Name ': ' Alan '， ' Age ': 25})
- 字符串(例如' Data Science ')
循環(huán)都有那些類型?
主要有兩種循環(huán):for循環(huán)和while循環(huán)。其中，for循環(huán)是應用于數(shù)據(jù)科學問題中最常見的一種循環(huán)。關鍵的區(qū)別是:
- for循環(huán)對iterable對象中的每個元素進行有限次數(shù)的迭代
- while循環(huán)一直進行，直到滿足某個條件
遍歷列表
遍歷一個列表非常簡單。給一個值列表，并要求對每個項做一些事情。假設你有:
- my_list = [1,2,3,4]
然后要求你計算列表中每個值的平方:
- for each_value in my_list:
- print(each_value * each_value)Out:
- 1
- 4
- 9
- 16
類似地，你可以做一些更復雜的循環(huán)(例如'嵌套循環(huán)')。例如，給你兩個列表并要求:
(i)將一個列表的值與另一個列表相乘
(ii)將它們追加到一個空列表中
(iii)打印出新的列表。
- new_list = []list1 = [2, 3, 4]
- list2 = [4, 5, 6]for i in list1:
- for j in list2:
- new_list.append(i*j)
- print(new_list)Out:
- [8, 10, 12, 12, 15, 18, 16, 20, 24]
遍歷元組
遍歷元組可能會有點復雜，這取決于元組的結構和要完成的任務。
讓我們在一個列表中存儲一些元組，每個元組代表一個類中學生的姓名和年齡:
- students = [('Allie', 22), ('Monty', 18), ('Rebecca', 19)]
現(xiàn)在的任務是：
(i)提取所有的年齡
(ii)將它們存儲在一個列表中
(iii)計算平均年齡
- ages = []for i,j in students:
- ages.append(j)
- avg = sum(ages)/len(ages)
- print(avg)
- Out:
- 19.666666666666668
這里的每個元組都包含兩個條目(姓名和年齡)。即使您對名稱不感興趣，通過i和j，您將指定這兩個項目，并要求將項目j (age)追加到一個新的列表中。它被稱為“元組拆包”。
遍歷字典
Python中的字典是鍵-值對的集合：字典中的每一項都有一個鍵和一個相關聯(lián)的值。一個字典的例子:
- # fruit price dictionary
- fruit_prices = {"apple": 2.50, "orange": 4.99, "banana": 0.59}
您可以循環(huán)遍歷這些dictionary元素并執(zhí)行各種操作。下面是一些例子:
提取字典中的所有鍵值:
- for i in fruit_prices.keys():
- print(i)
- Out:
- apple
- orange
- banana
將所有的值存儲在一個列表中:
- values = []
- for i in fruit_prices.values():
- values.append(i)
- print(values)
- Out:
- [2.5, 4.99, 0.59]
遍歷字符串
讓我們考慮字符串- " Hello "。它看起來像一個可迭代對象嗎?事實上，它是。
- for i in 'Hello':
- print(i)
- Out:
- H
- e
- l
- l
- o
可以使用for循環(huán)解包字符串中的每個字符，并對它們執(zhí)行各種操作。
同樣，也可以遍歷句子中的每個單詞。但是在這種情況下，需要一個額外的步驟來分割句子。
- sent = 'the sky is blue'
- # splitting the sentence into words
- sent_split = sent.split()
- # extract each word with a loop
- for i in sent_split:
- print(i)
- Out:
- the
- sky
- is
- blue
While循環(huán)
與for循環(huán)類似，while循環(huán)重復執(zhí)行一個代碼塊——只要條件為真。只有當循環(huán)條件為false時，循環(huán)才會中止。
while循環(huán)的一般結構是這樣的:
- i = 0while i <=5:
- print(i)
- i = i+1
- # option to break out of the loop
- Out:
- 0
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
在上面的每一次迭代中，i的值都被輸出到5。在此之后，while循環(huán)條件變?yōu)閒alse(即i = 6時，i≤5變?yōu)閒alse)。
- user_id = 'user101'
- while True:
- user = input('Enter your user ID: ')
- if user == user_id:
- print("You have entered ", user)
- break
- else:
- print("Enter a valid user ID ")
循環(huán)控制:continue, break, pass
有三種所謂的循環(huán)控制關鍵字:continue, break, pass。這些語句改變循環(huán)流，并允許程序在觸發(fā)特定外部條件時退出或跳過部分循環(huán)。
Break
如果在循環(huán)中存在break語句，則在滿足條件時終止循環(huán)。
- string = 'hello, there'
- for i in string:
- if i == ',':
- break
- print(i)
- Out:
- h
- e
- l
- l
- o
在上面的代碼片段中，我們要求程序在找到字符串中的逗號并執(zhí)行下一條語句(打印i)
continue
continue語句簡單地跳過一個迭代并繼續(xù)到下一個迭代，而不是跳出循環(huán)。
讓我們執(zhí)行上面相同的代碼，但是使用continue關鍵字。
- string = 'hello, there'
- for i in string:
- if i == ',':
- continue
- print(i)Out:
- h
- e
- l
- l
- o
- t
- h
- e
- r
- e
在這種情況下，如果循環(huán)遇到了逗號循環(huán)會繼續(xù)跳過逗號。
Pass
pass不做任何事情，它只是一個還沒有寫的語句的占位符。
- string = 'hello, there'
- for i in string:
- pass
如果我們沒有在那里放入一個pass，它將拋出一個錯誤消息，其余的代碼將不會執(zhí)行。
總結
本文的目的是直觀地了解Python中的for循環(huán)和while循環(huán)。給出了如何循環(huán)遍歷可迭代對象的例子，如列表、元組、字典和字符串。在文章的最后，我們通過示例介紹了循環(huán)控制語句的概念——break、continue和pass。
本文旨在對循環(huán)的工作方式進行初步概述。
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