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2025-07-20
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for循环

# for 循环

在 Python 中，for 循环是处理重复性任务最强大、最常用的工具之一。它能让你优雅地“遍历”一个数据集合中的每一项，并对它们执行操作。本指南将带你从基础到高级，彻底掌握 for 循环的方方面面。

# 1. for 循环的核心：遍历可迭代对象

for 循环的本质是遍历 (Iteration)。所谓遍历，就是逐一访问一个集合中所有元素的过程。

  • 可迭代对象 (Iterable)：任何可以被 for 循环遍历的对象都是可迭代对象。Python 中最常见的可迭代对象包括：

    • 序列类型：列表 list, 元组 tuple, 字符串 str
    • 映射类型：字典 dict
    • 集合类型：集合 set
    • 其他：range() 对象、文件对象等。

  • 基本语法结构：

    for temporary_variable in iterable:
    # 对 temporary_variable 执行的代码块
    # 每一轮循环，temporary_variable 都会被赋予 iterable 中的下一个元素
    ...
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  • 示例：遍历列表和字符串

    # 遍历一个水果列表
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
print("--- 遍历水果列表 ---")
for fruit in fruits:
    print(f"当前水果是: {fruit}")
# 输出:
# 当前水果是: apple
# 当前水果是: banana
# 当前水果是: cherry

# 遍历一个字符串
text = "Python"
print("\n--- 遍历字符串 ---")
for char in text:
    print(char, end=' ') # end=' ' 让输出不换行，用空格分隔
# 输出: P y t h o n
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# 2. 使用 range() 函数进行数值循环

当你需要循环指定的次数，或者需要一个数字序列时，range() 函数是最佳选择。

  • range(stop): 生成从 0 到 stop-1 的整数序列。
  • range(start, stop): 生成从 start 到 stop-1 的整数序列。
  • range(start, stop, step): 生成从 start 到 stop-1，每次递增 step 的整数序列。
# 示例 1: 循环 5 次
print("--- range(5) ---")
for i in range(5):
    print(i) # 输出: 0, 1, 2, 3, 4

# 示例 2: 从 2 到 5
print("\n--- range(2, 6) ---")
for i in range(2, 6):
    print(i) # 输出: 2, 3, 4, 5

# 示例 3: 1到10之间的奇数
print("\n--- range(1, 10, 2) ---")
for i in range(1, 10, 2):
    print(i) # 输出: 1, 3, 5, 7, 9
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# 3. 遍历字典：键、值与键值对

遍历字典时，你可以选择只遍历键、只遍历值，或者同时遍历键值对。

student = {"name": "Alice", "age": 25, "major": "CS"}

# 方法 1: 直接遍历字典 (默认遍历键)
print("--- 遍历键 ---")
for key in student:
    print(f"键: {key}, 值: {student[key]}")
# 输出:
# 键: name, 值: Alice
# 键: age, 值: 25
# 键: major, 值: CS

# 方法 2: 使用 .values() 遍历值
print("\n--- 遍历值 ---")
for value in student.values():
    print(value)
# 输出:
# Alice
# 25
# CS

# 方法 3: 使用 .items() 遍历键值对 (最常用)
print("\n--- 遍历键值对 ---")
for key, value in student.items():
    print(f"{key} -> {value}")
# 输出:
# name -> Alice
# age -> 25
# major -> CS
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# 4. 循环控制：break 与 continue

break 和 continue 可以在循环内部提供更精细的流程控制。

# 4.1 break：立即终止循环

当循环遇到 break 语句时，会立即完全终止当前的 for 循环，程序将执行循环之后的代码。

# 场景：在列表中找到第一个目标数字就停止
numbers = [1, 5, 8, 12, 7, 20]
target = 12

for num in numbers:
    print(f"正在检查: {num}")
    if num == target:
        print(f"找到了目标数字 {target}!")
        break # 立即跳出循环
print("循环结束。")
# 输出:
# 正在检查: 1
# 正在检查: 5
# 正在检查: 8
# 正在检查: 12
# 找到了目标数字 12!
# 循环结束。
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# 4.2 continue：跳过当前迭代

当循环遇到 continue 语句时，会跳过当前这一轮循环的剩余部分，直接进入下一轮迭代。

# 场景：只打印列表中的偶数
numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6]

for num in numbers:
    if num % 2 != 0: # 如果是奇数
        continue # 跳过本次循环的 print 语句
    print(f"发现一个偶数: {num}")
# 输出:
# 发现一个偶数: 2
# 发现一个偶数: 4
# 发现一个偶数: 6
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# 5. 嵌套 for 循环：处理多维数据

在一个 for 循环内部嵌套另一个 for 循环，常用于处理二维数据结构，如矩阵（列表的列表）。

# 示例：打印九九乘法表
for i in range(1, 10):
    for j in range(1, i + 1):
        print(f"{j}x{i}={i*j}\t", end="") # \t 是制表符，end="" 防止换行
    print() # 在每行结束后换行

# 输出:
# 1x1=1	
# 1x2=2	2x2=4	
# 1x3=3	2x3=6	3x3=9	
# ... (以此类推)
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# 6. 优雅的遍历工具：enumerate 和 zip

# 6.1 enumerate()：同时获取索引和元素

enumerate() 函数可以让你在遍历时，同时获得每个元素的索引和值，使代码更简洁。

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

# 传统方式
# i = 0
# for fruit in fruits:
#     print(f"{i}: {fruit}")
#     i += 1

# 使用 enumerate (推荐)
for index, fruit in enumerate(fruits):
    print(f"索引 {index} 对应水果 {fruit}")
# 输出:
# 索引 0 对应水果 apple
# 索引 1 对应水果 banana
# 索引 2 对应水果 cherry
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# 6.2 zip()：并行遍历多个序列

zip() 函数可以将多个可迭代对象“压缩”在一起，让你可以在一次循环中并行地遍历它们。

注意：zip() 会在最短的那个可迭代对象耗尽时停止。

students = ["Alice", "Bob", "Charlie"]
scores = [95, 88, 72]

for student, score in zip(students, scores):
    print(f"{student} 的分数是 {score}")
# 输出:
# Alice 的分数是 95
# Bob 的分数是 88
# Charlie 的分数是 72
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# 7. for-else 语句：循环结束后的附加操作

for 循环可以带有一个 else 子句。这个 else 块的执行时机非常特殊：它只在 for 循环正常、完整地执行完毕（即没有被 break 语句中断）后才会执行。

# 场景1：循环正常结束
print("--- 场景1：寻找数字 10 ---")
numbers = [1, 3, 5, 7]
for num in numbers:
    if num == 10:
        print("找到了 10!")
        break
else:
    # 因为循环跑完了都没找到 10，所以 else 会执行
    print("列表中没有找到 10。")
# 输出:
# --- 场景1：寻找数字 10 ---
# 列表中没有找到 10。

# 场景2：循环被 break 中断
print("\n--- 场景2：寻找数字 5 ---")
numbers = [1, 3, 5, 7]
for num in numbers:
    if num == 5:
        print("找到了 5!")
        break # 循环在此处中断
else:
    # 因为循环被 break 了，所以 else 不会执行
    print("列表中没有找到 5。")
# 输出:
# --- 场景2：寻找数字 5 ---
# 找到了 5!
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# 8. for 循环的升华：推导式 (Comprehensions)

推导式是一种极其 Pythonic 的语法，它允许你用一行代码，通过 for 循环来快速创建列表、集合或字典。

  • 列表推导式 (List Comprehension)

    # 创建一个包含 0 到 9 平方的列表
squares = [x**2 for x in range(10)]
print(squares) # 输出: [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
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  • 字典推导式 (Dictionary Comprehension)

    # 创建一个数字及其平方的字典
square_dict = {x: x**2 for x in range(5)}
print(square_dict) # 输出: {0: 0, 1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16}
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# 9. 最佳实践与常见陷阱

  1. 不要在循环中修改你正在迭代的序列！ 在 for 循环中对列表或字典进行添加或删除操作，可能会导致不可预知的行为或错误。如果需要修改，最好是创建一个新列表，或迭代原列表的副本 (for item in my_list[:])。

  2. 明确循环变量的意义： 给循环变量起一个有意义的名字（如 for fruit in fruits: 而不是 for x in my_list:），这能极大地提高代码的可读性。

  3. 善用 enumerate 和 zip： 当需要索引或需要并行处理多个序列时，优先使用这两个内置函数，它们比手动管理索引更高效、更不易出错。

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上次更新: 2025/07/23, 06:33:16
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