Python For Loop: zwięzły przewodnik po opanowaniu iteracji

Jednym z najciekawszych pojęć w językach programowania są pętle. Wyobraź sobie, że masz do wykonania zadanie. To proste, ale powtarzalne, jak liczenie od 1 do 100. Teraz możesz to zrobić ręcznie, po jednej liczbie na raz. Ale byłoby to czasochłonne i niezbyt wydajne. W tym miejscu pojawiają się pętle w programowaniu.

Pętla to struktura kontrolna, która umożliwia powtarzanie zestawu instrukcji, aż do spełnienia określonego warunku. Warunek może być dowolny: określona liczba powtórzeń, określony stan danych, a nawet zdarzenie zewnętrzne. Python For Loop to specjalny rodzaj pętli używany, gdy znasz dokładne powtórzenia pętli.

Pętle for są używane w kodzie, aby uprościć proces iteracji po sekwencji lub zbiorze elementów. Może to być lista, ciąg znaków, słownik, zestaw lub dowolny inny iterowalny obiekt w Pythonie .

Używając pętli for, możesz wykonać blok kodu dla każdego elementu w sekwencji. Na przykład, jeśli chcesz wydrukować wszystkie elementy na liście, zamiast pisać instrukcję print dla każdego elementu, możesz po prostu użyć pętli for. Dzięki temu Twój kod jest bardziej wydajny, czytelny i mniej podatny na błędy.

Zanim zaczniesz pisać dla pętli, musisz zrozumieć podstawy. W tym artykule przyjrzymy się składni pętli for w języku Python, terminologii używanej podczas pracy z nimi oraz sposobom ich używania w różnych scenariuszach.

Wejdźmy w to!

Spis treści

• Jaka jest składnia pętli For w języku Python?
• Obiekty iterowalne i obiekty iterowalne w Pythonie
  • 1. Zapętlanie listy za pomocą pętli For w języku Python
  • 2. Zapętlanie krotki za pomocą pętli For w języku Python
  • 3. Zapętlanie słownika za pomocą pętli For w języku Python
  • 4. Zapętlanie łańcucha za pomocą pętli For w Pythonie
• Kluczowe funkcje i instrukcje w Pythonie For Loops
  • 1. Jak używać funkcji Range() z pętlą For w Pythonie
  • 2. Jak używać instrukcji Break z pętlą For w Pythonie
  • 3. Jak używać instrukcji Kontynuuj z pętlą For w języku Python
  • 4. Jak korzystać z oświadczenia o przepustce
• 3 zaawansowane techniki wykorzystujące pętle Python For
  • 1. Jak używać zagnieżdżonych pętli Pythona dla pętli
  • 2. Jak używać pętli For w języku Python do rozumienia list
  • 3. Jak korzystać z funkcji Enumerate().
• Pętla for a pętla while
• Końcowe przemyślenia

Jaka jest składnia pętli For w języku Python?

W Pythonie pętle for służą do iteracji po obiektach iterowalnych. Podstawowa składnia pętli for jest następująca:

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

W tej składni „zmienna” to nazwa wybrana dla bieżącego elementu w iteracji. „Iterowalny” to sekwencja lub zbiór elementów, które chcesz iterować.

Kod wewnątrz pętli, oznaczony tutaj jako „# kod do wykonania dla każdego elementu”, to akcja, którą chcesz wykonać dla każdego elementu w iterowalnym.

Poniższy przykład pokazuje podstawową pętlę for w Pythonie:

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

for city in cities:
    print(city)

W powyższym przykładzie „miasto” jest zmienną, a „miasta” jest zmienną iterowalną. Kod wewnątrz pętli to print(city), który drukuje każde miasto na liście.

Obiekty iterowalne i obiekty iterowalne w Pythonie

Inną ważną koncepcją, którą należy zrozumieć podczas pracy z pętlami, jest koncepcja obiektów iterowalnych i iterowalnych.

W Pythonie obiekt iterowalny to dowolny obiekt, który może zwracać swoje elementy pojedynczo. Oznacza to, że możesz przejść przez obiekt iterowalny za pomocą metody takiej jak pętla.

Typowe przykłady obiektów iterowalnych, z którymi można się spotkać, to listy , łańcuchy znaków , krotki i słowniki .

Na przykład, gdy tworzysz listę liczb, takich jak [1, 2, 3, 4, 5], możesz przeglądać każdą liczbę na liście. Każda liczba jest elementem listy iterowalnej.

Podobnie, jeśli masz ciąg taki jak „cześć”, możesz iterować po każdym znaku w ciągu. W tym przypadku łańcuch jest iterowalny, a każdy znak („h”, „e”, „l”, „l”, „o”) jest elementem iterowalnym.

Poniżej znajdziesz kilka przykładów użycia pętli for z różnymi iteracjami.

1. Zapętlanie listy za pomocą pętli For w języku Python

W Pythonie lista jest rodzajem struktury danych, która może przechowywać uporządkowaną kolekcję elementów, co oznacza, że ​​można przechowywać wszelkiego rodzaju obiekty — liczby całkowite, zmiennoprzecinkowe, ciągi znaków, a nawet inne listy lub obiekty złożone.

Aby przejść przez listę za pomocą pętli for, możesz użyć następującego kodu:

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

Ten kod wydrukuje wszystkie owoce na liście owoców, jak pokazano poniżej:

2. Zapętlanie krotki za pomocą pętli For w języku Python

Krotka w Pythonie to zbiór obiektów, które są uporządkowane i niezmienne. Oznacza to, że po utworzeniu krotki nie można zmienić jej zawartości.

Aby przejrzeć krotkę za pomocą pętli for, możesz użyć następującego kodu Pythona:

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

for color in colors:
    print(color)

Pętla for przejdzie przez wszystkie elementy krotki i wyświetli je na ekranie, jak pokazano na poniższym obrazku:

3. Zapętlanie słownika za pomocą pętli For w języku Python

Słownik w Pythonie to nieuporządkowany zbiór danych przechowywanych jako klucz i wartość. Jest to również znane jako para klucz-wartość.

Aby przejść przez słownik za pomocą pętli for, możesz użyć następującego kodu Pythona:

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

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

Pętla for wykona iterację przez wszystkie pary klucz-wartość w słowniku i wyświetli je na ekranie, jak pokazano poniżej:

4. Zapętlanie łańcucha za pomocą pętli For w Pythonie

Ciąg znaków w Pythonie to ciąg znaków. Ciągi są używane w Pythonie do zapisywania informacji tekstowych, jak również dowolnych zbiorów bajtów (takich jak zawartość pliku obrazu).

Aby zapętlić łańcuch w Pythonie za pomocą pętli for, możesz użyć kodu podanego poniżej:

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

Pętla for wyświetli każdy alfabet w łańcuchu na ekranie, jak pokazano poniżej:

Powyższe przykłady pokazują, jak pętle są pomocne podczas iteracji różnych typów danych. Możesz także kontrolować funkcjonalność pętli for, używając funkcji i instrukcji w pętli.

Przyjrzyjmy się niektórym kluczowym funkcjom i instrukcjom, które są często używane z pętlami for w następnej sekcji.

Kluczowe funkcje i instrukcje w Pythonie For Loops

Kiedy używasz pętli for, funkcje i instrukcje mogą poprawić kontrolę nad pętlą i sprawić, że Twój kod będzie wydajniejszy i łatwiejszy do odczytania.

Poniżej wymieniliśmy kluczowe funkcje i instrukcje używane w pętlach for:

1. Jak używać funkcji Range() z pętlą For w Pythonie

Funkcja range () umożliwia wygenerowanie ciągu liczb. Zwykle jest używany do iteracji określoną liczbę razy.

Podstawowa składnia to:

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

• start : opcjonalny parametr określający punkt początkowy; domyślnie jest to 0.

• stop : wymagany parametr definiujący punkt końcowy (wyłączny).

• step : opcjonalny parametr wskazujący przyrost, z domyślną wartością 1.

Aby lepiej zrozumieć funkcję zakresu, spójrz na poniższy przykład, w którym wypisujemy liczby od 1 do 5 za pomocą funkcji zakresu z pętlą for:

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

2. Jak używać instrukcji Break z pętlą For w Pythonie

Instrukcja break umożliwia wyjście z pętli for po spełnieniu określonego warunku. Gdy słowo kluczowe break zostanie osiągnięte w ciele pętli, pętla natychmiast się zatrzymuje.

Poniżej znajduje się przykład pętli for z instrukcją break:

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

Ten kod jest pętlą biegnącą od 0 do 9. Jeśli bieżąca liczba to 5, natychmiast zatrzymuje pętlę za pomocą break . Więc drukuje tylko liczby od 0 do 4. Kiedy trafi 5, zatrzymuje się i nie drukuje więcej liczb.

3. Jak używać instrukcji Kontynuuj z pętlą For w języku Python

Instrukcja continue służy do pominięcia bieżącej iteracji i przejścia do następnej.

Poniżej znajduje się przykład instrukcji continue z pętlą for:

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

Pętla iteruje od 0 do 4. Jeśli bieżąca liczba to 3, pomijamy ją przed zakończeniem reszty pętli dla tej iteracji za pomocą continue . Oznacza to, że drukujesz wszystkie liczby od 0 do 4, z wyjątkiem 3.

Zauważ, że na powyższym obrazku liczba 3 została pominięta z powodu instrukcji continue .

4. Jak korzystać z oświadczenia o przepustce

Instrukcja pass jest symbolem zastępczym, który celowo nic nie robi. Można go użyć, gdy potrzebujesz struktury pętli, ale nie masz jeszcze żadnego konkretnego kodu do wykonania w niej.

Poniżej znajduje się przykład instrukcji pass z pętlą for:

for i in range(5):
  pass

Ta pętla nic nie wyświetli, ponieważ instrukcja pass jest symbolem zastępczym dla przyszłego kodu. Pętle są elastyczne i można je dostosować do dowolnego przypadku użycia, na przykład za pomocą pętli z blokiem kodu else .

Jeśli chcesz poćwiczyć w praktyce pętle for, obejrzyj poniższy film:

Gdy zaczniesz pisać pętle for, w końcu zechcesz przejść do zaawansowanych technik pętli for. Znajomość zaawansowanych technik pozwoli Ci pisać bardziej wydajne pętle for dla niemal każdego przypadku użycia.

Przyjrzyjmy się niektórym zaawansowanym technikom pętli for w następnej sekcji!

3 zaawansowane techniki wykorzystujące pętle Python For

Jako programista Python często musisz zajmować się zbiorami elementów, takimi jak listy lub ciągi znaków, i wykonywać operacje na każdym elemencie. Aby wykonać te operacje, musisz mieć podstawową wiedzę na temat zaawansowanych technik pętli for.

W tej sekcji przyjrzymy się niektórym zaawansowanym technikom używania pętli for w Pythonie. Omówimy zagnieżdżone pętle, wyrażenia listowe i funkcję enumerate().

1. Jak używać zagnieżdżonych pętli Pythona dla pętli

Są chwile, kiedy trzeba zapętlić wiele wymiarów danych, takich jak macierz lub lista list. W takich przypadkach można użyć pętli zagnieżdżonych, czyli pętli wewnątrz innej pętli. Zagnieżdżona pętla umożliwia efektywne przechodzenie przez wiele wymiarów danych.

Poniżej znajduje się przykład zagnieżdżonej pętli for:

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

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

W tym kodzie używamy zagnieżdżonej pętli do drukowania każdej liczby w macierzy. Zewnętrzna pętla przechodzi przez każdy wiersz, a wewnętrzna pętla przechodzi przez każdą liczbę w tym rzędzie.

Po wydrukowaniu każdego wiersza zaczynamy nowy wiersz. Krótko mówiąc, drukujemy całą matrycę rząd po rzędzie.

2. Jak używać pętli For w języku Python do rozumienia list

Jeśli tworzysz nową listę na podstawie istniejącej listy lub innej iterowalnej listy, możesz użyć rozumienia listy. Pozwala utworzyć nową listę, stosując wyrażenie do każdego elementu w iterowalnym, wszystko w jednym wierszu kodu.

Ogólna składnia wyrażeń listowych jest następująca:

[expression for variable in iterable if condition]

Załóżmy, że chcesz utworzyć listę kwadratów dla zakresu liczb, możesz użyć następującego rozumienia listy:

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

Ten kod tworzy listę kwadratów dla liczb od 1 do 10 przy użyciu jednego wiersza kodu.

3. Jak korzystać z funkcji Enumerate().

Gdy przechodzisz przez listę lub ciąg znaków i musisz znać indeks bieżącego elementu, użyj funkcji enumerate() . Zwraca każdy element wraz z jego indeksem, ułatwiając obsługę pozycji elementów.

Poniżej znajduje się przykład funkcji enumerate z pętlą for:

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

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

W tym kodzie przeglądamy listę owoców, ale śledzimy również indeks każdej pozycji za pomocą funkcji enumerate , która zwraca każdą pozycję na liście wraz z jej indeksem.

Tak więc dla każdej iteracji pętli idx jest indeksem, a fruit jest elementem. Następnie drukujemy indeks, a następnie owoc. To daje nam numerowaną listę owoców.

Teraz, gdy zapoznałeś się już z zaawansowanymi technikami pętli for, możesz zacząć sprawdzać, jak elastyczne mogą być pętle w obsłudze różnych scenariuszy. Ale, jak w przypadku każdego narzędzia, ważne jest, aby wiedzieć, kiedy go użyć, a kiedy inne narzędzie może być lepsze.

Mając to na uwadze, skupmy się na porównywaniu pętli for z pętlami while. Pomoże Ci to zdecydować, który typ pętli najlepiej pasuje do konkretnej sytuacji związanej z kodowaniem.

Pętla for a pętla while

W Pythonie pętle for i while służą różnym celom.

Pętle for służą do iteracji po sekwencjach, takich jak listy lub krotki, i mają określony zakres iteracji.

Z drugiej strony pętle while działają tak długo, jak długo spełniony jest określony warunek.

# 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

Załóżmy, że chcesz wydrukować pierwsze 5 liczb, zaczynając od 0.

Używając pętli for, napisałbyś:

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

Pętla for jest prosta, jeśli znasz wcześniej dokładną liczbę iteracji, tak jak w tym przypadku, gdy wiesz, że chcesz wydrukować 5 liczb.

Z drugiej strony, używając pętli while, napisałbyś:

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

W pętli while zaczynasz od warunku początkowego (i < 5). Pętla działa tak długo, aż warunek przestanie być prawdziwy. Musisz zwiększyć i w ciele pętli, inaczej będzie działać w nieskończoność.

Pętla for jest prostsza i mniej podatna na błędy w tym zadaniu. Ale pętla while zapewnia większą elastyczność w sytuacjach, w których liczba iteracji nie jest z góry znana.

Rozważmy na przykład scenariusz, w którym monitujesz użytkownika o wprowadzenie danych, dopóki nie wprowadzi prawidłowego numeru. Nie wiesz, ile razy będziesz musiał zapytać, więc w tym przypadku odpowiednia jest pętla while:

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

W tym kodzie pętla while kontynuuje monitowanie użytkownika o wprowadzenie danych, dopóki nie wprowadzi prawidłowej liczby. Funkcja isdigit() sprawdza, czy dane wejściowe są liczbą.

Jeśli tak jest, drukowany jest komunikat i pętla zostaje zakończona za pomocą instrukcji break. Jeśli nie jest to liczba, wyświetlany jest komunikat o błędzie i pętla jest kontynuowana.

Końcowe przemyślenia

Pętle For są niezbędnym narzędziem w zestawie narzędzi programistycznych. Umożliwiają efektywne wykonywanie powtarzalnych zadań. Dzięki zrozumieniu pętli zyskujesz możliwość manipulowania danymi, automatyzacji zadań i rozwiązywania złożonych problemów za pomocą zaledwie kilku wierszy kodu.

Opanowując pętle for, możesz uczynić swój kod bardziej czytelnym, efektywnym i bardziej Pythonowym. Praktyka jest kluczem do przyzwyczajenia się do tej konstrukcji. Dzięki wiedzy zdobytej w tym przewodniku jesteś dobrze przygotowany do sprostania szerokiej gamie wyzwań programistycznych przy użyciu pętli for w języku Python!