更深入理解 Python 中的迭代
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編譯： linux中國 / MjSeven 英文： Trey Hunner
https://linux.cn/article-9681-1.html
深入探討 Python 的
for迴圈來看看它們在底層如何工作，以及為什麼它們會按照它們的方式工作。
Python 的 for 迴圈不會像其他語言中的 for 迴圈那樣工作。在這篇文章中，我們將深入探討 Python 的 for 迴圈來看看它們在底層如何工作，以及為什麼它們會按照它們的方式工作。
迴圈的問題
我們將通過看一些“陷阱”開始我們的旅程，在我們瞭解迴圈如何在 Python 中工作之後，我們將再次看看這些問題並解釋發生了什麼。
問題 1：迴圈兩次
假設我們有一個數字列表和一個生成器，生成器會返回這些數字的平方：
>>> numbers = [1,2,3,5,7]
>>> squares = (n**2forninnumbers)
我們可以將生成器物件傳遞給 tuple 構造器，從而使其變為一個元組：
>>> tuple(squares)
(1,4,9,25,49)
如果我們使用相同的生成器物件並將其傳給 sum 函式，我們可能會期望得到這些數的和，即 88。
>>> sum(squares)
0
但是我們得到了 0。
問題 2：包含的檢查
讓我們使用相同的數字列表和相同的生成器物件
>>> numbers = [1,2,3,5,7]
>>> squares = (n**2forninnumbers)
如果我們詢問 9 是否在 squares 生成器中，Python 將會告訴我們 9 在 squares 中。但是如果我們再次詢問相同的問題，Python 會告訴我們 9 不在 squares 中。
>>> 9insquares
True
>>> 9insquares
False
我們詢問相同的問題兩次，Python 給了兩個不同的答案。
問題 3 ：拆包
這個字典有兩個鍵值對：
>>> counts = {'apples': 2, 'oranges': 1}
讓我們使用多個變數來對這個字典進行拆包：
>>> x, y = counts
你可能會期望當我們對這個字典進行拆包時，我們會得到鍵值對或者得到一個錯誤。
但是解包字典不會引發錯誤，也不會返回鍵值對。當你解包一個字典時，你會得到鍵：
>>> x
'apples'
回顧：Python 的 for 迴圈
在我們瞭解一些關於這些 Python 片段的邏輯之後，我們將回到這些問題。
Python 沒有傳統的 for 迴圈。為了解釋我的意思，讓我們看一看另一種程式語言的 for 迴圈。
這是一種傳統 C 風格的 for 迴圈，用 JavaScript 編寫：
let numbers = [1,2,3,5,7];
for(leti = 0;i < numbers.length;i += 1){
print(numbers[i])
}
JavaScript、 C、 C++、 Java、 PHP 和一大堆其他程式語言都有這種風格的 for 迴圈，但是 Python 確實沒有。
Python 確實沒有 傳統 C 風格的 for 迴圈。在 Python 中確實有一些我們稱之為 for 迴圈的東西，但是它的工作方式類似於 foreach 迴圈。
這是 Python 的 for 迴圈的風格：
numbers = [1,2,3,5,7]
forninnumbers:
print(n)
與傳統 C 風格的 for 迴圈不同，Python 的 for 迴圈沒有索引變數，沒有索引變數初始化，邊界檢查，或者索引遞增。Python 的 for 迴圈完成了對我們的 numbers 列表進行遍歷的所有工作。
因此，當我們在 Python 中確實有 for 迴圈時，我們沒有傳統 C 風格的 for 迴圈。我們稱之為 for 迴圈的東西的工作機制與之相比有很大的不同。
定義：可迭代和序列
既然我們已經解決了 Python 世界中無索引的 for 迴圈，那麼讓我們在此之外來看一些定義。
可迭代是任何你可以用 Python 中的 for 迴圈遍歷的東西。可迭代意味著可以遍歷，任何可以遍歷的東西都是可迭代的。
foritem insome_iterable:
print(item)
序列是一種非常常見的可迭代型別，列表，元組和字串都是序列。
>>> numbers = [1,2,3,5,7]
>>> coordinates = (4,5,7)
>>> words = "hello there"
序列是可迭代的，它有一些特定的特徵集。它們可以從 0 開始索引，以小於序列的長度結束，它們有一個長度並且它們可以被切分。列表，元組，字串和其他所有序列都是這樣工作的。
>>> numbers[0]
1
>>> coordinates[2]
7
>>> words[4]
'o'
Python 中很多東西都是可迭代的，但不是所有可迭代的東西都是序列。集合、字典、檔案和生成器都是可迭代的，但是它們都不是序列。
>>> my_set = {1,2,3}
>>> my_dict = {'k1': 'v1','k2': 'v2'}
>>> my_file = open('some_file.txt')
>>> squares = (n**2forninmy_set)
因此，任何可以用 for 迴圈遍歷的東西都是可迭代的，序列只是一種可迭代的型別，但是 Python 也有許多其他種類的迭代器。
Python 的 for 迴圈不使用索引
你可能認為，Python 的 for 迴圈在底層使用了索引進行迴圈。在這裡我們使用 while 迴圈和索引手動遍歷：
numbers = [1,2,3,5,7]
i = 0
whilei < len(numbers):
print(numbers[i])
i += 1
這適用於列表，但它不會對所有東西都起作用。這種迴圈方式只適用於序列。
如果我們嘗試用索引去手動遍歷一個集合，我們會得到一個錯誤：
>>> fruits = {'lemon','apple','orange','watermelon'}
>>> i = 0
>>> whilei < len(fruits):
...print(fruits[i])
...i += 1
...
Traceback(most recent call last):
File"<stdin>",line2,in <module>
TypeError: 'set'objectdoes notsupport indexing
集合不是序列，所以它們不支援索引。
我們不能使用索引手動對 Python 中的每一個迭代物件進行遍歷。對於那些不是序列的迭代器來說，這是行不通的。
迭代器驅動 for 迴圈
因此，我們已經看到，Python 的 for 迴圈在底層不使用索引。相反，Python 的 for 迴圈使用迭代器。
迭代器就是可以驅動可迭代物件的東西。你可以從任何可迭代物件中獲得迭代器，你也可以使用迭代器來手動對它的迭代進行遍歷。
讓我們來看看它是如何工作的。
這裡有三個可迭代物件：一個集合，一個元組和一個字串。
>>> numbers = {1,2,3,5,7}
>>> coordinates = (4,5,7)
>>> words = "hello there"
我們可以使用 Python 的內建 iter 函式來訪問這些迭代器，將一個迭代器傳遞給 iter 函式總會給我們返回一個迭代器，無論我們正在使用哪種型別的迭代器。
>>> iter(numbers)
<set_iterator objectat0x7f2b9271c860>
>>> iter(coordinates)
<tuple_iterator objectat0x7f2b9271ce80<