
题图:https:///@shwetha 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)...abc
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,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,迭代器(Iterator)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 0x100f32198>
>>> its.__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 <> 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
你会发现 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,直到出现 StopIteration 异常退出循环。所以任何可迭代对象都可以作用在for循环中。Python爱好者社区历史文章大合集: Python爱好者社区历史文章列表(每周append更新一次)
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