遍历序列：for 循环

Python 提供了多种控制程序流程的构造。for 循环提供了一种直接且高效的方式来对序列或集合中的每个项目执行操作。当你逐一处理已知项目集合时，它特别有用。常见用途包括迭代列表中的所有元素、字符串中的所有字符，或重复执行某个操作特定次数。

基本 for 循环语法

一个 for 循环的基本结构如下所示：

for variable_name in sequence:
    # 对每个项目执行的代码块
    # 使用 variable_name 来访问当前项目
    statement1
    statement2
    # ...

我们来分解一下：

1. for：开始循环的关键词。
2. variable_name：你选择的一个变量（使用描述性名称），它将在循环的每次迭代（通过）中保存序列中的当前项目。
3. in：将循环变量与序列分隔开的关键词。
4. sequence：你想要遍历的项目集合。这可以是一个列表、一个字符串，或者我们之后会遇到的其他可迭代类型。
5. :：冒号标记 (token) for 语句行的结束。
6. 缩进代码块：与 if 和 while 类似，应在循环内部运行的代码必须缩进。此代码块对 sequence 中的每个项目执行一次。

遍历列表

列表是有序集合，它们与 for 循环非常适配。假设你有一个数字列表，并想打印每个数字。

temperatures = [19.5, 22.1, 18.0, 25.3]

print("每日温度：")
for temp in temperatures:
    print(f"记录温度：{temp}°C")

print("\n循环结束。")

输出：

每日温度：
记录温度：19.5°C
记录温度：22.1°C
记录温度：18.0°C
记录温度：25.3°C

循环结束。

在此示例中：

• temperatures 是序列（一个列表）。
• temp 是循环变量。
• 在第一次迭代中，temp 值为 19.5。缩进的 print 语句执行。
• 在第二次迭代中，temp 值为 22.1。print 语句再次执行。
• 这持续到最后一个项目（25.3）被处理。
• 循环结束后，程序继续执行下一个未缩进的行（print("\n循环结束。")）。

遍历字符串

字符串是字符序列。for 循环可以自动遍历字符串中的每个字符。

user_name = "Alice"

print(f"名称 {user_name} 中的字符：")
for character in user_name:
    print(f"- {character}")

输出：

名称 Alice 中的字符：
- A
- l
- i
- c
- e

这里，循环变量 character 在每次通过时，获取字符串 user_name 中每个字符的值（先是 'A'，然后是 'l'，然后是 'i' 等）。

使用 range() 重复代码特定次数

有时，你没有现成的列表或字符串来循环，而只是想重复执行一个操作固定次数。Python 的内置 range() 函数在此非常有用。它生成一个数字序列，for 循环可以对其进行遍历。

range() 可以通过几种方式使用：

1. range(stop)：生成从 0 开始直到（但不包含）stop 值的数字。

   print("从 0 数到 4：")
   for i in range(5): # 生成 0, 1, 2, 3, 4
       print(i)
   

   输出：

   从 0 数到 4：
   0
   1
   2
   3
   4
   

   请注意，range(5) 产生从 0 到 4 的数字，总共是 5 个数字。这种从零开始的行为在编程中很常见。变量 i 通常用于简单的循环计数器，但你可以使用任何有效的变量名。

2. range(start, stop)：生成从 start 开始直到（但不包含）stop 值的数字。

   print("\n从 2 到 5 的数字：")
   for num in range(2, 6): # 生成 2, 3, 4, 5
       print(num)
   

   输出：

   从 2 到 5 的数字：
   2
   3
   4
   5
   

3. range(start, stop, step)：生成从 start 开始、直到（但不包含）stop、每次按 step 递增的数字。

   print("\n小于 10 的奇数：")
   for odd_num in range(1, 10, 2): # 生成 1, 3, 5, 7, 9
       print(odd_num)
   

   输出：

   小于 10 的奇数：
   1
   3
   5
   7
   9
   

将 range() 与 for 循环结合使用是执行诸如运行 100 步模拟、处理数据集中的前 10 个项目或简单地多次打印消息等操作的标准方式。

实用示例：列表元素求和

我们将 for 循环与我们所学的变量和运算符结合起来，计算列表中数字的总和。

scores = [88, 92, 75, 98, 85]
total_score = 0 # 初始化累加变量

for score in scores:
    total_score = total_score + score # 将当前分数加到总和中

print(f"分数列表为：{scores}")
print(f"总分数为：{total_score}")

输出：

分数列表为：[88, 92, 75, 98, 85]
总分数为：438

在此示例中，total_score 用作累加器。它从 0 开始，在每次迭代中，scores 列表中的当前 score 都被加到其中。

何时使用 for 与 while

• 当你想遍历已知序列（如列表、字符串或 range）中的每个项目，或者当你需要重复执行某个操作特定次数时，请使用 for 循环。它为你处理迭代过程的管理（获取下一个项目，在末尾停止）。
• 当你需要只要某个条件保持为真就重复执行一个操作，并且不一定预先知道循环将运行多少次时，请使用 while 循环。你通常需要在循环内明确管理该条件。

for 循环提供了一种简洁且可读的方式来处理序列中的项目，使其成为 Python 中最常用的控制流结构之一。当你学习下一章中更复杂的数据结构（如字典和元组）时，你会发现 for 循环也能很好地与它们配合使用。