Python For-Schleife: Eine kurze Anleitung zur Beherrschung der Iteration

Eines der interessantesten Konzepte in Programmiersprachen sind Schleifen. Stellen Sie sich vor, Sie stehen vor einer Aufgabe. Es ist einfach, aber repetitiv, wie das Zählen von 1 bis 100. Jetzt können Sie dies manuell tun, eine Zahl nach der anderen. Das wäre aber zeitaufwändig und nicht besonders effizient. Hier kommen Schleifen in der Programmierung ins Spiel.

Eine Schleife ist eine Kontrollstruktur, die es Ihnen ermöglicht, eine Reihe von Anweisungen zu wiederholen, bis eine bestimmte Bedingung erfüllt ist. Die Bedingung kann alles sein: eine bestimmte Anzahl von Wiederholungen, ein bestimmter Datenstatus oder sogar ein externes Ereignis. Eine Python-For-Schleife ist eine besondere Art von Schleife, die verwendet wird, wenn Sie die genauen Wiederholungen einer Schleife kennen.

Sie verwenden for-Schleifen in Ihrem Code, um das Durchlaufen einer Sequenz oder Sammlung von Elementen zu vereinfachen. Dies kann eine Liste, ein String, ein Wörterbuch, eine Menge oder jedes andere iterierbare Objekt in Python sein .

Mithilfe einer for-Schleife können Sie für jedes Element in der Sequenz einen Codeblock ausführen. Wenn Sie beispielsweise alle Elemente in einer Liste drucken müssen, können Sie, anstatt für jedes Element eine Druckanweisung zu schreiben, einfach eine for-Schleife verwenden. Dadurch wird Ihr Code effizienter, lesbarer und weniger fehleranfällig.

Bevor Sie mit dem Schreiben von For-Schleifen beginnen, müssen Sie die Grundlagen verstehen. In diesem Artikel befassen wir uns mit der Syntax für Python-for-Schleifen, der verwendeten Terminologie bei der Arbeit mit ihnen und deren Verwendung in verschiedenen Szenarien.

Lasst uns loslegen!

Inhaltsverzeichnis

• Was ist die Syntax für Python-For-Schleifen?
• Python Iterables und Iterable Objects
  • 1. Durchlaufen einer Liste mit einer Python-For-Schleife
  • 2. Durchlaufen eines Tupels mit einer Python-For-Schleife
  • 3. Durchlaufen eines Wörterbuchs mit einer Python-For-Schleife
  • 4. Durchlaufen eines Strings mit einer Python-For-Schleife
• Schlüsselfunktionen und Anweisungen in Python-For-Schleifen
  • 1. So verwenden Sie die Range()-Funktion mit einer Python-For-Schleife
  • 2. So verwenden Sie die Break-Anweisung mit einer Python-For-Schleife
  • 3. So verwenden Sie die Continue-Anweisung mit einer Python-For-Schleife
  • 4. So verwenden Sie die Pass-Erklärung
• 3 fortgeschrittene Techniken mit Python For-Schleifen
  • 1. So verwenden Sie verschachtelte Python-For-Schleifen
  • 2. Verwendung von Python-For-Schleifen zum Listenverständnis
  • 3. Verwendung der Enumerate()-Funktion
• For-Schleife vs. While-Schleife
• Abschließende Gedanken

Was ist die Syntax für Python-For-Schleifen?

In Python werden for -Schleifen verwendet, um iterierbare Objekte zu durchlaufen. Die grundlegende Syntax einer for- Schleife lautet wie folgt:

for variable in iterable:
    # code to execute for each item

In dieser Syntax ist „Variable“ der Name, den Sie für das aktuelle Element in der Iteration wählen. „Iterierbar“ ist die Sequenz oder Sammlung von Elementen, über die Sie iterieren möchten.

Der Code innerhalb der Schleife, hier als „# für jedes Element auszuführender Code“ bezeichnet, ist die Aktion, die Sie für jedes Element im Iterable ausführen möchten.

Das folgende Beispiel zeigt eine einfache for-Schleife in Python:

cities = ['New York', 'London', 'Paris', 'Tokyo']

for city in cities:
    print(city)

Im obigen Beispiel ist „city“ die Variable und „cities“ die iterierbare Variable. Der Code innerhalb der Schleife ist print(city), der jede Stadt in der Liste druckt.

Python Iterables und Iterable Objects

Ein weiteres wichtiges Konzept, das es bei der Arbeit mit Schleifen zu verstehen gilt, ist das Konzept von Iterables und Iterable Objects.

In Python ist ein iterierbares Objekt jedes Objekt, das seine Elemente einzeln zurückgeben kann. Dies bedeutet, dass Sie das iterierbare Objekt mithilfe einer Methode wie einer Schleife durchlaufen können.

Häufige Beispiele für iterierbare Objekte, auf die Sie stoßen, sind Listen , Zeichenfolgen , Tupel und Wörterbücher .

Wenn Sie beispielsweise eine Liste mit Zahlen wie [1, 2, 3, 4, 5] erstellen, können Sie jede Zahl in der Liste durchlaufen. Jede Zahl ist ein Element der iterierbaren Liste.

Wenn Sie eine Zeichenfolge wie „Hallo“ haben, können Sie auf ähnliche Weise jedes Zeichen in der Zeichenfolge durchlaufen. In diesem Fall ist die Zeichenfolge die Iteration und jedes Zeichen („h“, „e“, „l“, „l“, „o“) ist ein Element der Iteration.

Nachfolgend finden Sie einige Beispiele für die Verwendung von for -Schleifen mit verschiedenen Iterables.

1. Durchlaufen einer Liste mit einer Python-For-Schleife

In Python ist eine Liste eine Art Datenstruktur, die eine geordnete Sammlung von Elementen enthalten kann. Das bedeutet, dass Sie alle Arten von Objekten speichern können – Ganzzahlen, Gleitkommazahlen, Zeichenfolgen und sogar andere Listen oder komplexe Objekte.

Um eine Liste mit einer for-Schleife zu durchlaufen , können Sie den folgenden Code verwenden:

fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
for fruit in fruits:
    print(fruit)

Dieser Code druckt alle Früchte in der Liste der Früchte wie unten gezeigt:

2. Durchlaufen eines Tupels mit einer Python-For-Schleife

Ein Tupel in Python ist eine Sammlung von Objekten, die geordnet und unveränderlich sind. Dies bedeutet, dass Sie den Inhalt eines Tupels nicht mehr ändern können, sobald es erstellt wurde.

Um ein Tupel mit der for-Schleife zu durchsuchen, können Sie den folgenden Python-Code verwenden:

colors = ('red', 'green', 'blue')

for color in colors:
    print(color)

Die for-Schleife durchläuft alle Elemente des Tupels und gibt sie auf dem Bildschirm aus, wie im Bild unten gezeigt:

3. Durchlaufen eines Wörterbuchs mit einer Python-For-Schleife

Ein Wörterbuch in Python ist eine ungeordnete Sammlung von Daten, die als Schlüssel und Wert gespeichert sind. Dies wird auch als Schlüssel-Wert-Paar bezeichnet.

Um ein Wörterbuch mit der for-Schleife zu durchlaufen, können Sie den folgenden Python-Code verwenden:

student = {'name': 'John', 'age': 24, 'course': 'Computer Science'}

for key, value in student.items():
    print(key, value)

Die for-Schleife durchläuft alle Schlüssel-Wert-Paare im Wörterbuch und gibt sie wie unten gezeigt auf dem Bildschirm aus:

4. Durchlaufen eines Strings mit einer Python-For-Schleife

Ein String in Python ist eine Folge von Zeichen. Strings werden in Python verwendet, um Textinformationen sowie beliebige Byte-Sammlungen (z. B. den Inhalt einer Bilddatei) aufzuzeichnen.

Um eine Zeichenfolge in Python mithilfe der for-Schleife zu durchlaufen, können Sie den folgenden Code verwenden:

greeting = "Hello, world!"
for char in greeting:
    print(char)

Die for-Schleife gibt jedes Alphabet in der Zeichenfolge wie unten gezeigt auf dem Bildschirm aus:

Die obigen Beispiele zeigen, wie hilfreich Schleifen bei der Iteration über verschiedene Datentypen sind. Sie können die Funktionalität Ihrer for-Schleifen auch steuern, indem Sie Funktionen und Anweisungen innerhalb Ihrer Schleife verwenden.

Schauen wir uns im nächsten Abschnitt einige wichtige Funktionen und Anweisungen an, die häufig mit for-Schleifen verwendet werden.

Schlüsselfunktionen und Anweisungen in Python-For-Schleifen

Wenn Sie for-Schleifen verwenden, können Funktionen und Anweisungen Ihre Kontrolle über die Schleife verbessern und Ihren Code effizienter und leichter lesbar machen.

Nachfolgend haben wir die wichtigsten Funktionen und Anweisungen aufgelistet, die in for-Schleifen verwendet werden:

1. So verwenden Sie die Range()-Funktion mit einer Python-For-Schleife

Mit der Funktion range() können Sie eine Zahlenfolge generieren. Es wird im Allgemeinen zum Durchlaufen einer bestimmten Anzahl von Malen verwendet.

Die grundlegende Syntax lautet:

for i in range(start, stop, step):
  # your code here

• start : ein optionaler Parameter, der den Startpunkt angibt; Standardmäßig ist es 0.

• stop : ein erforderlicher Parameter, der den Endpunkt definiert (exklusiv).

• Schritt : ein optionaler Parameter, der das Inkrement angibt, mit einem Standardwert von 1.

Um Ihnen ein klares Verständnis der Bereichsfunktion zu vermitteln, sehen Sie sich das folgende Beispiel an, in dem wir Zahlen von 1 bis 5 mithilfe der Bereichsfunktion und einer for-Schleife drucken:

for i in range(5):
  print(i)

2. So verwenden Sie die Break-Anweisung mit einer Python-For-Schleife

Mit der break- Anweisung können Sie eine for-Schleife verlassen, wenn eine bestimmte Bedingung erfüllt ist. Wenn das Schlüsselwort break im Schleifenkörper erreicht wird, stoppt die Schleife sofort.

Das Folgende ist ein Beispiel für die for-Schleife mit einer break-Anweisung:

for i in range(10):
  if i == 5:
    break
  print(i)

Dieser Code ist eine Schleife, die von 0 bis 9 läuft. Wenn die aktuelle Zahl 5 ist, wird die Schleife sofort mit break gestoppt . Es werden also nur die Zahlen von 0 bis 4 gedruckt. Wenn es 5 erreicht, stoppt es und druckt keine weiteren Zahlen mehr.

3. So verwenden Sie die Continue-Anweisung mit einer Python-For-Schleife

Die continue- Anweisung wird verwendet, um die aktuelle Iteration zu überspringen und zur nächsten zu springen.

Das Folgende ist ein Beispiel für eine continue-Anweisung mit for-Schleife:

for i in range(5):
  if i == 3:
    continue
  print(i)

Die Schleife iteriert von 0 bis 4. Wenn die aktuelle Zahl 3 ist, überspringen wir sie, bevor wir den Rest der Schleife für diese Iteration mit continue abschließen . Das heißt, Sie drucken alle Zahlen von 0 bis 4, außer 3.

Beachten Sie im Bild oben, dass die Nummer 3 aufgrund der continue -Anweisung übersprungen wird.

4. So verwenden Sie die Pass-Erklärung

Die Pass- Anweisung ist ein Platzhalter, der absichtlich nichts bewirkt. Es kann verwendet werden, wenn Sie die Schleifenstruktur benötigen, aber noch keinen spezifischen Code darin ausführen müssen.

Das Folgende ist ein Beispiel für eine Pass- Anweisung mit einer for-Schleife:

for i in range(5):
  pass

Diese Schleife gibt nichts aus, da die Pass- Anweisung ein Platzhalter für zukünftigen Code ist. Schleifen sind flexibel und können an jeden Anwendungsfall angepasst werden, beispielsweise durch die Verwendung von Schleifen mit dem else- Codeblock.

Wenn Sie for-Schleifen praktisch üben möchten, sehen Sie sich das folgende Video an:

Wenn Sie mit dem Schreiben von For-Schleifen beginnen, werden Sie sich irgendwann mit den fortgeschrittenen Techniken für For-Schleifen befassen wollen. Wenn Sie die fortgeschrittenen Techniken kennen, können Sie für nahezu jeden Anwendungsfall effizienter for-Schleifen schreiben.

Schauen wir uns im nächsten Abschnitt einige der fortgeschrittenen Techniken in For-Schleifen an!

3 fortgeschrittene Techniken mit Python For-Schleifen

Als Python-Programmierer müssen Sie häufig mit Elementsammlungen wie Listen oder Zeichenfolgen arbeiten und Operationen für jedes Element ausführen. Um diese Vorgänge ausführen zu können, müssen Sie über grundlegende Kenntnisse der fortgeschrittenen Techniken in for-Schleifen verfügen.

In diesem Abschnitt werden wir einige fortgeschrittene Techniken zur Verwendung von for-Schleifen in Python untersuchen. Wir behandeln verschachtelte Schleifen, Listenverständnisse und die Funktion enumerate().

1. So verwenden Sie verschachtelte Python-For-Schleifen

Es gibt Zeiten, in denen Sie mehrere Datendimensionen durchlaufen müssen, beispielsweise eine Matrix oder eine Liste von Listen. In solchen Fällen können Sie verschachtelte Schleifen verwenden, also eine Schleife innerhalb einer anderen Schleife. Mit einer verschachtelten Schleife können Sie mehrere Datendimensionen effektiv durchlaufen.

Das Folgende ist ein Beispiel für eine verschachtelte for-Schleife:

matrix = [
    [1, 2, 3],
    [4, 5, 6],
    [7, 8, 9]
]

for row in matrix:
    for val in row:
        print(val, end=' ')
    print()

In diesem Code verwenden wir eine verschachtelte Schleife, um jede Zahl in einer Matrix auszugeben. Die äußere Schleife verläuft über jede Zeile und die innere Schleife durch jede Zahl in dieser Zeile.

Nachdem wir jede Zeile gedruckt haben, beginnen wir eine neue Zeile. Kurz gesagt, wir drucken die gesamte Matrix Zeile für Zeile aus.

2. Verwendung von Python-For-Schleifen zum Listenverständnis

Wenn Sie eine neue Liste basierend auf einer vorhandenen Liste oder einer anderen iterierbaren Liste erstellen, können Sie das Listenverständnis verwenden. Sie können damit eine neue Liste erstellen, indem Sie in einer einzigen Codezeile einen Ausdruck auf jedes Element in einer Iteration anwenden.

Die allgemeine Syntax von Listenverständnissen lautet:

[expression for variable in iterable if condition]

Angenommen, Sie möchten eine Liste mit Quadraten für einen Zahlenbereich erstellen, können Sie das folgende Listenverständnis verwenden:

squares = [x ** 2 for x in range(1, 11)]
print(squares)

Dieser Code erstellt mithilfe einer einzigen Codezeile eine Liste von Quadraten für die Zahlen 1 bis 10.

3. Verwendung der Enumerate()-Funktion

Wenn Sie eine Liste oder Zeichenfolge durchlaufen und den Index des aktuellen Elements kennen müssen, verwenden Sie die Funktion enumerate() . Es gibt jedes Element zusammen mit seinem Index zurück, was die Handhabung der Position der Elemente erleichtert.

Das Folgende ist ein Beispiel einer Enumerate-Funktion mit einer for-Schleife:

fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']

for idx, fruit in enumerate(fruits):
    print(f"{idx}: {fruit}")

In diesem Code durchlaufen wir die Obstliste, verfolgen aber auch den Index jedes Elements mithilfe der Enumerate- Funktion, die jedes Element in der Liste zusammen mit seinem Index zurückgibt.

Für jede Iteration der Schleife ist also idx der Index und Fruit das Element. Dann drucken wir den Index gefolgt von der Frucht. Dies gibt uns eine nummerierte Liste von Früchten.

Nachdem Sie sich nun mit den fortgeschrittenen Techniken von for-Schleifen vertraut gemacht haben, können Sie erkennen, wie flexibel Schleifen bei der Handhabung verschiedener Szenarien sein können. Aber wie bei jedem Werkzeug ist es wichtig zu wissen, wann man es verwendet und wann ein anderes Werkzeug möglicherweise besser geeignet ist.

Vor diesem Hintergrund konzentrieren wir uns nun auf den Vergleich von for-Schleifen mit while-Schleifen. Dies hilft Ihnen bei der Entscheidung, welcher Schleifentyp für Ihre spezifische Codierungssituation am besten geeignet ist.

For-Schleife vs. While-Schleife

In Python dienen for- und while -Schleifen unterschiedlichen Zwecken.

For -Schleifen werden zum Durchlaufen von Sequenzen wie Listen oder Tupeln verwendet und haben einen bestimmten Iterationsbereich.

While -Schleifen hingegen laufen weiter, solange eine bestimmte Bedingung erfüllt bleibt.

# For loop example
for item in sequence:
    # Code to execute for each item in sequence

# While loop example
while condition:
    # Code to execute while condition is true

Angenommen, Sie möchten die ersten 5 Zahlen beginnend bei 0 drucken.

Mit einer for-Schleife würden Sie schreiben:

for i in range(5):
    print(i)

Die for-Schleife ist unkompliziert, wenn Sie die genaue Anzahl der Iterationen im Voraus kennen, wie in diesem Fall, wenn Sie wissen, dass Sie 5 Zahlen ausgeben möchten.

Wenn Sie andererseits eine while-Schleife verwenden, würden Sie schreiben:

i = 0
while i < 5:
    print(i)
    i += 1

In der while-Schleife beginnen Sie mit einer Anfangsbedingung (i < 5). Die Schleife läuft so lange, bis die Bedingung nicht mehr erfüllt ist. Sie müssen i im Hauptteil der Schleife erhöhen , sonst läuft die Schleife ewig.

Die for-Schleife ist für diese Aufgabe einfacher und weniger fehleranfällig. Die while-Schleife bietet jedoch mehr Flexibilität für Situationen, in denen die Anzahl der Iterationen nicht im Voraus bekannt ist.

Stellen Sie sich beispielsweise ein Szenario vor, in dem Sie den Benutzer zur Eingabe auffordern, bis er eine gültige Zahl eingibt. Sie wissen nicht, wie oft Sie fragen müssen, daher ist in diesem Fall eine While-Schleife angebracht:

while True:
    user_input = input("Please enter a number: ")
    if user_input.isdigit():
        print("Thank you!")
        break
    else:
        print("Invalid input. Try again.")

In diesem Code fordert die while-Schleife den Benutzer weiterhin zur Eingabe auf, bis er eine gültige Zahl eingibt. Die Funktion isdigit() prüft, ob die Eingabe eine Zahl ist.

Ist dies der Fall, wird eine Meldung ausgegeben und die Schleife mit der break-Anweisung verlassen. Wenn es sich nicht um eine Zahl handelt, wird eine Fehlermeldung ausgegeben und die Schleife wird fortgesetzt.

Abschließende Gedanken

For-Schleifen sind ein unverzichtbares Werkzeug in Ihrer Programmier-Toolbox. Sie bieten eine Möglichkeit, sich wiederholende Aufgaben effizient auszuführen. Durch das Verständnis von For-Schleifen erhalten Sie die Möglichkeit, Daten zu manipulieren, Aufgaben zu automatisieren und komplexe Probleme mit nur wenigen Codezeilen zu lösen.

Durch die Beherrschung von for-Schleifen können Sie Ihren Code lesbarer, effektiver und pythonischer machen. Übung ist der Schlüssel, um sich mit diesem Konstrukt vertraut zu machen. Mit den in diesem Leitfaden erworbenen Kenntnissen sind Sie gut gerüstet, um eine Vielzahl von Programmierherausforderungen mit Python-For-Schleifen zu bewältigen!