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一、迭代
1.1 迭代的定义
在Python中，如果给定一个list或tuple，我们可以通过for循环来遍历这个list或tuple，
这种遍历我们成为迭代（Iteration）。
在Python中，迭代是通过 for … in 来完成的，而很多语言比如C或者Java，迭代list是
通过下标完成的，比如Java代码：
for (i=0; i<list.length; i++) {
n = list[i];
}
可以看出，Python的for循环抽象程度要高于Java的for循环。
因为 Python 的 for循环不仅可以用在list或tuple上，还可以作用在其他任何可迭代
对象上。
因此，迭代操作就是对于一个集合，无论该集合是有序还是无序，我们用 for 循环总是可以依次取出集合的每一个元素。
注意: 集合是指包含一组元素的数据结构，我们已经介绍的包括：
- 有序集合：list，tuple，str和unicode；
- 无序集合：set
- 无序集合并且具有 key-value 对：dict
而迭代是一个动词，它指的是一种操作，在Python中，就是 for 循环。
迭代与按下标访问数组最大的不同是，后者是一种具体的迭代实现方式，而前者只关心
迭代结果，根本不关心迭代内部是如何实现的。
1.2 索引迭代
Python中，迭代永远是取出元素本身，而非元素的索引。
对于有序集合，元素确实是有索引的。有的时候，我们确实想在 for 循环中拿到索引，
怎么办？
方法是使用 enumerate() 函数：
L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
for index, name in enumerate(L):
... print index, '-', name
...
0 - Adam
1 - Lisa
2 - Bart
3 - Paul
使用 enumerate() 函数，我们可以在for循环中同时绑定索引index和元素name。但是，
这不是 enumerate() 的特殊语法。实际上，enumerate() 函数把：
[‘Adam’, ‘Lisa’, ‘Bart’, ‘Paul’]
变成了类似：
[(0, ‘Adam’), (1, ‘Lisa’), (2, ‘Bart’), (3, ‘Paul’)]
因此，迭代的每一个元素实际上是一个tuple：
for t in enumerate(L):
index = t[0]
name = t[1]
print index, '-', name
如果我们知道每个tuple元素都包含两个元素，for循环又可以进一步简写为：
for index, name in enumerate(L):
print index, '-', name
这样不但代码更简单，而且还少了两条赋值语句。
可见，索引迭代也不是真的按索引访问，而是由 enumerate() 函数自动把每个元素变
成 (index, element) 这样的tuple，再迭代，就同时获得了索引和元素本身。
1.3 迭代dict的value
我们已经了解了dict对象本身就是可迭代对象，用 for 循环直接迭代 dict，可以每次拿到dict的一个key。
如果我们希望迭代 dict 对象的value，应该怎么做？
dict 对象有一个 values() 方法，这个方法把dict转换成一个包含所有value的list，这
样，我们迭代的就是 dict的每一个 value：
d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
print d.values()
#[85, 95, 59]
for v in d.values():
print v
#85
#95
#59
如果仔细阅读Python的文档，还可以发现，dict除了values()方法外，还有一个
itervalues() 方法，用 itervalues() 方法替代 values() 方法，迭代效果完全一样：
d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
print d.itervalues()
#<dictionary-valueiterator object at 0x106adbb50>
for v in d.itervalues():
print v
#85
#95
#59
那这两个方法有何不同之处呢？
- values() 方法实际上把一个 dict 转换成了包含 value 的list。
- 但是 itervalues() 方法不会转换，它会在迭代过程中依次从 dict 中取出 value，所以 itervalues() 方法比 values() 方法节省了生成 list 所需的内存。
- 打印 itervalues() 发现它返回一个 对象，这说明在Python中，for 循环可作用的迭代对象远不止 list，tuple，str，unicode，dict等，任何可迭代对象都可以作用于for循环，而内部如何迭代我们通常并不用关心。如果一个对象说自己可迭代，那我们就直接用 for 循环去迭代它，可见，迭代是一种抽象的数据操作，它不对迭代对象内部的数据有任何要求。
1.4 迭代dict的Key和value
我们了解了如何迭代 dict 的key和value，那么，在一个 for 循环中，能否同时迭代 key
和value？答案是肯定的。首先，我们看看 dict 对象的 items() 方法返回的值：
d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
print d.items()
[('Lisa', 85), ('Adam', 95), ('Bart', 59)]
可以看到，items() 方法把dict对象转换成了包含tuple的list，我们对这个list进行迭代，可以同时获得key和value：
for key, value in d.items():
... print key, ':', value
...
Lisa : 85
Adam : 95
Bart : 59
和 values() 有一个 itervalues() 类似， items() 也有一个对应的 iteritems()，iteritems()
不把dict转换成list，而是在迭代过程中不断给出 tuple，所以， iteritems() 不占用额外的内存。
二、列表生成式
2.1 生成列表
要生成list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]，我们可以用range(1, 11)：
range(1, 11)
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
但如果要生成[1x1, 2x2, 3x3, …, 10x10]怎么做？方法一是循环：
L = []
for x in range(1, 11):
... L.append(x * x)
...
L
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
但是循环太繁琐，而列表生成式则可以用一行语句代替循环生成上面的list：
[x * x for x in range(1, 11)]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
这种写法就是Python特有的列表生成式。利用列表生成式，可以以非常简洁的代码生
成 list。写列表生成式时，把要生成的元素 x * x 放到前面，后面跟 for 循环，就可以把list创
建出来，十分有用，多写几次，很快就可以熟悉这种语法。
2.2 复杂表达式
使用for循环的迭代不仅可以迭代普通的list，还可以迭代dict。
假设有如下的dict：
d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
完全可以通过一个复杂的列表生成式把它变成一个 HTML 表格：
tds = ['<tr><td>%s</td><td>%s</td></tr>' % (name, score) for name, score in d.iteritems()]
print '<table>'
print '<tr><th>Name</th><th>Score</th><tr>'
print '\n'.join(tds)
print '</table>'
注：字符串可以通过 % 进行格式化，用指定的参数替代 %s。字符串的join()方法可以
把一个 list 拼接成一个字符串。
2.3 条件过滤
列表生成式的 for 循环后面还可以加上 if 判断。例如：
[x * x for x in range(1, 11)]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
如果我们只想要偶数的平方，不改动 range()的情况下，可以加上 if 来筛选：
[x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
[4, 16, 36, 64, 100]
有了 if 条件，只有 if 判断为 True 的时候，才把循环的当前元素添加到列表中。
2.4 多层表达式
for循环可以嵌套，因此，在列表生成式中，也可以用多层 for 循环来生成列表。
对于字符串 ‘ABC’ 和 ‘123’，可以使用两层循环，生成全排列：
[m + n for m in 'ABC' for n in '123']
['A1', 'A2', 'A3', 'B1', 'B2', 'B3', 'C1', 'C2', 'C3']
翻译成循环代码就像下面这样：
L = [ ]
for m in 'ABC':
for n in '123':
L.append(m + n)
三、练习题
- 请用for循环迭代数列 1-100 并打印出7的倍数。
for i in range(1,101):
if i%7==0:
print i
- zip( )函数可以把两个 list 变成一个 list：
zip([10, 20, 30], ['A', 'B', 'C'])
[(10, 'A'), (20, 'B'), (30, 'C')]
在迭代 [‘Adam’, ‘Lisa’, ‘Bart’, ‘Paul’] 时，如果我们想打印出名次 - 名字（名次从1开始)，
请考虑如何在迭代中打印出来。
提示：考虑使用zip()函数和range()函数
L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
for index, name in zip(range(1,5),L):
print index, '-', name
- 给定一个dict：
d = { ‘Adam’: 95, ‘Lisa’: 85, ‘Bart’: 59, ‘Paul’: 74 }
请计算所有同学的平均分。
d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59, 'Paul': 74 }
sum = 0.0
for x in d.values():
sum=sum+x
sum/=len(d)
print sum
- 请根据dict：
d = { ‘Adam’: 95, ‘Lisa’: 85, ‘Bart’: 59, ‘Paul’: 74 }
打印出 name : score，最后再打印出平均分 average : score。
d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59, 'Paul': 74 }
sum = 0.0
for k, v in d.items():
sum = sum + v
print k,':',v
print 'average', ':', sum/len(d)
- 请利用列表生成式生成列表 [1x2, 3x4, 5x6, 7x8, …, 99x100]
print [x*(x+1) for x in range(1,100,2)]
- 在生成的表格中，对于没有及格的同学，请把分数标记为红色。
提示：红色可以用 实现。
d = { 'Adam': 95, 'Lisa': 85, 'Bart': 59 }
def generate_tr(name, score):
if score < 60:
return '<tr><td>%s</td><td style="color:red">%s</td></tr>' % (name, score)
return '<tr><td>%s</td><td>%s</td></tr>' % (name, score)
tds = [generate_tr(name, score) for name, score in d.iteritems()]
print '<table border="1">'
print '<tr><th>Name</th><th>Score</th><tr>'
print '\n'.join(tds)
print '</table>'
- 请编写一个函数，它接受一个 list，然后把list中的所有字符串变成大写后返回，非字
符串元素将被忽略。提示如下：
- isinstance(x, str) 可以判断变量 x 是否是字符串；
- 字符串的 upper() 方法可以返回大写的字母。
def toUppers(L):
return [x.upper() for x in L if isinstance(x,str)]
print toUppers(['Hello', 'world', 101])
- 利用 3 层for循环的列表生成式，找出对称的 3 位数。例如，121 就是对称数，因为
从右到左倒过来还是 121。
print [100*m+10*n+m for m in range(1,10) for n in range (0,10)]
小结
本文介绍了Python中的迭代与列表生成式，以及相关的应用练习。