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(fù)同一組計(jì)算。

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想想現(xiàn)實(shí)生活中的情況。你是一位在森林里測(cè)量樹(shù)木的野外生物學(xué)家。你選一棵樹(shù)，測(cè)量它的直徑和高度，把它們寫(xiě)在你的筆記本上，估計(jì)它的總體積。接下來(lái)，你再選一棵樹(shù)，測(cè)量它的直徑和高度，把它們寫(xiě)在你的筆記本上，估計(jì)它的總體積。然后，你再選一棵樹(shù)，測(cè)量它的直徑和高度，把它們寫(xiě)在你的筆記本上，估計(jì)它的總體積。

您將不斷重復(fù)相同的過(guò)程，直到示例中的所有樹(shù)都用完為止。在編程行話中，您將遍歷每棵樹(shù)，并以相同的順序執(zhí)行相同的任務(wù)集。

回到編程，如果給您一個(gè)整數(shù)值列表，并要求對(duì)每個(gè)項(xiàng)進(jìn)行平方，然后再加5，最后報(bào)告結(jié)果——這就是一個(gè)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(jìn)行操作。Python中的可迭代對(duì)象是以不同數(shù)據(jù)格式存儲(chǔ)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(yīng)用于數(shù)據(jù)科學(xué)問(wèn)題中最常見(jiàn)的一種循環(huán)。關(guān)鍵的區(qū)別是:

• for循環(huán)對(duì)iterable對(duì)象中的每個(gè)元素進(jìn)行有限次數(shù)的迭代
• while循環(huán)一直進(jìn)行，直到滿足某個(gè)條件

遍歷列表

遍歷一個(gè)列表非常簡(jiǎn)單。給一個(gè)值列表，并要求對(duì)每個(gè)項(xiàng)做一些事情。假設(shè)你有:

my_list = [1,2,3,4]  

然后要求你計(jì)算列表中每個(gè)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(fù)雜的循環(huán)(例如'嵌套循環(huán)')。例如，給你兩個(gè)列表并要求:

(i)將一個(gè)列表的值與另一個(gè)列表相乘

(ii)將它們追加到一個(gè)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(huì)有點(diǎn)復(fù)雜，這取決于元組的結(jié)構(gòu)和要完成的任務(wù)。

讓我們?cè)谝粋€(gè)列表中存儲(chǔ)一些元組，每個(gè)元組代表一個(gè)類中學(xué)生的姓名和年齡:

students = [('Allie', 22), ('Monty', 18), ('Rebecca', 19)]  

現(xiàn)在的任務(wù)是：

(i)提取所有的年齡

(ii)將它們存儲(chǔ)在一個(gè)列表中

(iii)計(jì)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(gè)元組都包含兩個(gè)條目(姓名和年齡)。即使您對(duì)名稱不感興趣，通過(guò)i和j，您將指定這兩個(gè)項(xiàng)目，并要求將項(xiàng)目j (age)追加到一個(gè)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(duì)的集合：字典中的每一項(xiàng)都有一個(gè)鍵和一個(gè)相關(guān)聯(lián)的值。一個(gè)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(chǔ)在一個(gè)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(lái)像一個(gè)可迭代對(duì)象嗎?事實(shí)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(gè)字符，并對(duì)它們執(zhí)行各種操作。

同樣，也可以遍歷句子中的每個(gè)單詞。但是在這種情況下，需要一個(gè)額外的步驟來(lái)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(fù)執(zhí)行一個(gè)代碼塊——只要條件為真。只有當(dāng)循環(huán)條件為false時(shí)，循環(huán)才會(huì)中止。

while循環(huán)的一般結(jié)構(gòu)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(shí)，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(guān)鍵字:continue, break, pass。這些語(yǔ)句改變循環(huán)流，并允許程序在觸發(fā)特定外部條件時(shí)退出或跳過(guò)部分循環(huán)。

Break

如果在循環(huán)中存在break語(yǔ)句，則在滿足條件時(shí)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(hào)并執(zhí)行下一條語(yǔ)句(打印i)

continue

continue語(yǔ)句簡(jiǎn)單地跳過(guò)一個(gè)迭代并繼續(xù)到下一個(gè)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(guān)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(hào)循環(huán)會(huì)繼續(xù)跳過(guò)逗號(hào)。

Pass

pass不做任何事情，它只是一個(gè)還沒(méi)有寫(xiě)的語(yǔ)句的占位符。

string = 'hello, there'  
for i in string:  
    pass  

 

如果我們沒(méi)有在那里放入一個(gè)pass，它將拋出一個(gè)錯(cuò)誤消息，其余的代碼將不會(huì)執(zhí)行。

總結(jié)

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(duì)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(guò)示例介紹了循環(huán)控制語(yǔ)句的概念——break、continue和pass。

本文旨在對(duì)循環(huán)的工作方式進(jìn)行初步概述。