python 迭代 及列表生成式
什么是迭代 在Python中，如果给定一个list或tuple，我们可以通过for循环来遍历这个list或tuple，这种遍历我们成为迭代（Iteration）。 在Python中，迭代是通过 for ... in 来完成的，而很多语言比如C或者Java，迭代list是通过下标完成的，比如Java代码： for (i=0; i<list.length; i++) { n = list[i]; } 可以看出，Python的for循环抽象程度要高于Java的for循环。 因为 Python 的 for循环不仅可以用在list或tuple上，还可以作用在其他任何可迭代对象上。 因此，迭代操作就是对于一个集合，无论该集合是有序还是无序，我们用 for 循环总是可以依次取出集合的每一个元素。 注意: 集合是指包含一组元素的数据结构，我们已经介绍的包括： 1. 有序集合：list，tuple，str和unicode； 2. 无序集合：set 3. 无序集合并且具有 key-value 对：dict 而迭代是一个动词，它指的是一种操作，在Python中，就是 for 循环。 迭代与按下标访问数组最大的不同是，后者是一种具体的迭代实现方式，而前者只关心迭代结果，根本不关心迭代内部是如何实现的。 任务 请用for循环迭代数列 1-100 并打印出7的倍数 for i in range(1,100): if(i%7==0): print i
用特殊函数进行索引迭代，实际上仍然是普通迭代，不过是一次迭代多个元素
索引迭代 Python中，迭代永远是取出元素本身，而非元素的索引。 对于有序集合，元素确实是有索引的。有的时候，我们确实想在 for 循环中拿到索引，怎么办？ 方法是使用 enumerate() 函数： >>> 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() 函数，我们可以在for循环中同时绑定索引index和元素name。但是，这不是 enumerate() 的特殊语法。实际上，enumerate() 函数把： ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul'] 变成了类似： [(0, 'Adam'), (1, 'Lisa'), (2, 'Bart'), (3, 'Paul')] 因此，迭代的每一个元素实际上是一个tuple： for t in enumerate(L): index = t[0] name = t[1] print index, '-', name 如果我们知道每个tuple元素都包含两个元素，for循环又可以进一步简写为： for index, name in enumerate(L): print index, '-', name 这样不但代码更简单，而且还少了两条赋值语句。 可见，索引迭代也不是真的按索引访问，而是由 enumerate() 函数自动把每个元素变成 (index, element) 这样的tuple，再迭代，就同时获得了索引和元素本身。 任务 zip()函数可以把两个 list 变成一个 list： >>> zip([10, 20, 30], ['A', 'B', 'C']) [(10, 'A'), (20, 'B'), (30, 'C')] 在迭代 ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul'] 时，如果我们想打印出名次 - 名字（名次从1开始)，请考虑如何在迭代中打印出来。 提示：考虑使用zip()函数和range()函数 L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul'] ans = zip([1,2,3,4],L) for index, name in ans: print index, '-', name
迭代dict的value 我们已经了解了dict对象本身就是可迭代对象，用 for 循环直接迭代 dict，可以每次拿到dict的一个key。 如果我们希望迭代 dict 对象的value，应该怎么做？ dict 对象有一个 values() 方法，这个方法把dict转换成一个包含所有value的list，这样，我们迭代的就是 dict的每一个 value： d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 } print d.values() # [85, 95, 59] for v in d.values(): print v # 85 # 95 # 59 如果仔细阅读Python的文档，还可以发现，dict除了values()方法外，还有一个 itervalues() 方法，用 itervalues() 方法替代 values() 方法，迭代效果完全一样： 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 那这两个方法有何不同之处呢？ 1. values() 方法实际上把一个 dict 转换成了包含 value 的list。 2. 但是 itervalues() 方法不会转换，它会在迭代过程中依次从 dict 中取出 value，所以 itervalues() 方法比 values() 方法节省了生成 list 所需的内存。 3. 打印 itervalues() 发现它返回一个 <dictionary-valueiterator> 对象，这说明在Python中，for 循环可作用的迭代对象远不止 list，tuple，str，unicode，dict等，任何可迭代对象都可以作用于for循环，而内部如何迭代我们通常并不用关心。 如果一个对象说自己可迭代，那我们就直接用 for 循环去迭代它，可见，迭代是一种抽象的数据操作，它不对迭代对象内部的数据有任何要求。 任务 给定一个dict： d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59, 'Paul': 74 } 请计算所有同学的平均分。
d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59, 'Paul': 74 }
sum = 0.0
for name in d:
sum+=d[name]
print sum/4
可以用items（）方法迭代dict，每次取出一个truple
迭代dict的key和value 我们了解了如何迭代 dict 的key和value，那么，在一个 for 循环中，能否同时迭代 key和value？答案是肯定的。 首先，我们看看 dict 对象的 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对象转换成了包含tuple的list，我们对这个list进行迭代，可以同时获得key和value： >>> for key, value in d.items(): ... print key, ':', value ... Lisa : 85 Adam : 95 Bart : 59 和 values() 有一个 itervalues() 类似， items() 也有一个对应的 iteritems()，iteritems() 不把dict转换成list，而是在迭代过程中不断给出 tuple，所以， iteritems() 不占用额外的内存。 任务 请根据dict： d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59, 'Paul': 74 } 打印出 name : score，最后再打印出平均分 average : score。 d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59, 'Paul': 74 } sum = 0.0 for k, v in d.items(): sum = sum + v print k,':',v print 'average', ':', sum/4
条件过滤 列表生成式的 for 循环后面还可以加上 if 判断。例如： >>> [x * x for x in range(1, 11)] [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100] 如果我们只想要偶数的平方，不改动 range()的情况下，可以加上 if 来筛选： >>> [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0] [4, 16, 36, 64, 100] 有了 if 条件，只有 if 判断为 True 的时候，才把循环的当前元素添加到列表中。 任务 请编写一个函数，它接受一个 list，然后把list中的所有字符串变成大写后返回，非字符串元素将被忽略。 提示： 1. isinstance(x, str) 可以判断变量 x 是否是字符串； 2. 字符串的 upper() 方法可以返回大写的字母。 def toUppers(L): return [it.upper() for it in L if isinstance(it,str)] print toUppers(['Hello', 'world', 101])
提示：range(1, 100, 2) 可以生成list [1, 3, 5, 7, 9,...]
生成列表 要生成list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]，我们可以用range(1, 11)： >>> range(1, 11) [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10] 但如果要生成[1x1, 2x2, 3x3, ..., 10x10]怎么做？方法一是循环： >>> L = [] >>> for x in range(1, 11): ... L.append(x * x) ... >>> L [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100] 但是循环太繁琐，而列表生成式则可以用一行语句代替循环生成上面的list： >>> [x * x for x in range(1, 11)] [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100] 这种写法就是Python特有的列表生成式。利用列表生成式，可以以非常简洁的代码生成 list。 写列表生成式时，把要生成的元素 x * x 放到前面，后面跟 for 循环，就可以把list创建出来，十分有用，多写几次，很快就可以熟悉这种语法。 任务 请利用列表生成式生成列表 [1x2, 3x4, 5x6, 7x8, ..., 99x100] 提示：range(1, 100, 2) 可以生成list [1, 3, 5, 7, 9,...] print [x*(x+1) for x in range(1,100,2)]
复杂表达式 使用for循环的迭代不仅可以迭代普通的list，还可以迭代dict。 假设有如下的dict： d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 } 完全可以通过一个复杂的列表生成式把它变成一个 HTML 表格： tds = ['<tr><td>%s</td><td>%s</td></tr>' % (name, score) for name, score in d.iteritems()] print '<table>' print '<tr><th>Name</th><th>Score</th><tr>' print '\n'.join(tds) print '</table>' 注：字符串可以通过 % 进行格式化，用指定的参数替代 %s。字符串的join()方法可以把一个 list 拼接成一个字符串。 把打印出来的结果保存为一个html文件，就可以在浏览器中看到效果了： <table border="1"> <tr><th>Name</th><th>Score</th><tr> <tr><td>Lisa</td><td>85</td></tr> <tr><td>Adam</td><td>95</td></tr> <tr><td>Bart</td><td>59</td></tr> </table> 任务 在生成的表格中，对于没有及格的同学，请把分数标记为红色。 提示：红色可以用 <td style="color:red"> 实现。 d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 } #def generate_tr(name, score): #return '<tr><td>%s</td><td>%s</td></tr>' % (name, score) tds = ['<tr><td >%s</td><td %s>%s</td></tr>' % (name,((' ') if(score>59) else ('style = "color:red"')),score) for name, score in d.iteritems()] print '<table border="1">' print '<tr><th>Name</th><th>Score</th><tr>' print '\n'.join(tds) print '</table>'
多层表达式 for循环可以嵌套，因此，在列表生成式中，也可以用多层 for 循环来生成列表。 对于字符串 'ABC' 和 '123'，可以使用两层循环，生成全排列： >>> [m + n for m in 'ABC' for n in '123'] ['A1', 'A2', 'A3', 'B1', 'B2', 'B3', 'C1', 'C2', 'C3'] 翻译成循环代码就像下面这样： L = [] for m in 'ABC': for n in '123': L.append(m + n) 任务 利用 3 层for循环的列表生成式，找出对称的 3 位数。例如，121 就是对称数，因为从右到左倒过来还是 121。 print [m*100+n*10+l for m in [1,2,3,4,5,6,7,8,9] for n in [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9] for l in [1,2,3,4,5,6,7,8,9] if(m==l)]
