用4个简单的函数提升for循环

作者：Yong Cui, Ph.D.

翻译：老齐

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本书适合初学者使用，面向零基础学习者，详细讲述了Python语言的有关知识，并秉承面向对象这种主流开发思想。此外，书中配有大量的练习，学习者通过这些练习，更能体验到开发实践中的应用。

概要

在Python中，for循环经常被用于获得序列或者容器类的元素，比较让人熟知的就是针对可迭代对象的循环。for循环的基本语法如下：

for item in iterable:
    # do something here

通常，可迭代对象包括序列（如：列表、元组和range对象）和容器类对象（如字典、集合），下面看一些示例：

>>> # 循环列表
>>> for item in [1, 2, 3]:
...     pass
... 
>>> # 循环元组
>>> for item in (1, 2, 3):
...     pass
... 
>>> # 循环range
>>> for item in range(3):
...     pass
... 
>>> # 循环字典
>>> for item in {0: 'a', 1: 'b', 2: 'c'}:
...     pass
... 
>>> # 循环集合
>>> for item in set([1, 2, 3]):
...     pass
... 

上面那些示例中的循环对象，都是基本的可迭代对象，此外，我们还可以用用内置函数，让for循环中的操作更优化，它们是：enumerate(), reversed(), sorted(), 和 zip()，在本文中，我将向您说明这些函数的用法。

enumerate()函数

第一个要介绍的内置函数是enumerate(iterable, start=0)，它的参数是一个可迭代对象，返回枚举对象。参数start的默认值是0，也可以随意设置，它表示迭代开始编号。

例如，有一个列表，里面是公司员工的姓名，我们想给每个员工确定一个员工ID，可以使用enumerate()函数这样实现：

>>> employees = ['John', 'Danny', 'Jennifer']
>>> 
>>> for id_number, name in enumerate(employees, start=30001):
...     print(f"{name}'s employee ID #: {id_number}")
... 
John's employee ID #: 30001
Danny's employee ID #: 30002
Jennifer's employee ID #: 30003

如上所示，我们创建了一个包含员工姓名的列表，它作为可迭代对象传给函数enumerate()，并且，start参数设置为30001，表示员工ID开始的编号。如你所见，每次循环，我们就得到了编号和列表中相应的元素。最后，根据我们的要求将结果打印出来。

reversed()函数

第二个内置函数reversed(seq)，它以序列对象为参数（例如：元组和列表），返回一个反序的迭代器对象，本质上，这个函数的作用是将传入的序列对象中元素的排列顺序反序。

假设你的午餐如下面的列表所示，因为新冠病毒，就不要下馆子了。在接下来的一周内，你也不知道怎么变换吃的花样，于是，就干脆将列表中的食物反序吧。为此，我们可以使用reversed()函数。

>>> meals = ['pizza', 'hamberger', 'pasta', 'ramen', 'salad']
>>> 
>>> for meal in reversed(meals):
...     print(meal)
... 
salad
ramen
pasta
hamberger
pizza

由上面代码可知，利用函数reversed()，得到了按变量meals中元素的相反顺序排列的食物。注意，对于list对象而言，也有一个reverse()方法，它能够原地将列表反序，即不会返回新的对象，或者说，只返回了None，这个操作不能用于for循环中，比如：

>>> for meal in meals.reverse():
...     print(meal)
... 
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'NoneType' object is not iterable
>>> meals.reverse() is None
True

sorted()

第三个内置函数式sorted(iterable, *, key=None, reverse=False)，其参数是可迭代对象，返回一个新的排序了的列表。需要注意两个关键词参数的使用，key，通过它可以指定一个含有一个参数的函数，用这个函数比较可迭代对象中的每个元素；reverse用于指定排序方式，如果为True表示反序。

假设一个员工列表，其中每个元素表示一个员工对象，每个员工对象包含名字和上一季度的绩效考核分数。我们需要根据绩效考核的分数对员工进行排序。下面的代码演示了实现方法：

>>> class Employee:
...     def __init__(self, name, score):
...         self.name = name
...         self.score = score
... 
>>> employee0 = Employee('John Smith', 95)
>>> employee1 = Employee('Mike Brown', 99)
>>> employee2 = Employee('Jennifer Thompson', 97)
>>> employees = [employee0, employee1, employee2]
>>> 
>>> for employee in sorted(employees, key=lambda x: x.score, reverse=True):
...     print(f'{employee.name} Score: {employee.score}')
... 
Mike Brown Score: 99
Jennifer Thompson Score: 97
John Smith Score: 95

在上面的代码中，我们自定义了一个类Employee，用它来创建员工实例，并存储姓名和分数。然后创建3个员工实例，并将这三个员工实例存入一个列表中，这个列表将作为可迭代对象传给sorted()函数。注意：参数key的值，我们编写了一个lambda函数，它会对列表中每个员工实例的score属性进行比较。reverse参数的值设置为True，在输出结果中，会按照分数从大到小排序。

与reversed()类似，列表对象有一个sort()方法，它能够对列表进行原地排序，所以，我们不能直接在for循环中用list.sort()方法。另外一个重要区别是，sorted()函数可以用任何可迭代对象为参数（比如：元组、字典），这使它在排序上的能力比sort()方法强悍，后者只能作为列表对象的方法。

zip()函数

第四个内置函数是zip(*iterables)，可以用一个或多个可迭代对象作为参数，会返回一个迭代器对象，并且将参数中的可迭代对象的元素对应合并，合并后的元素以元组形式组合，如合并后的第1个元组中包含作为参数的每个可迭代对象中的第1个元素。

假设有两个整数作为元素的列表，我们需要相对应整数的乘积，就可以使用zip()函数来实现这个操作：

>>> numbers0 = [4, 5, 6]
>>> numbers1 = [11, 12, 13]
>>> 
>>> for j, k in zip(numbers0, numbers1):
...     print(f'{j} * {k} = {j*k}')
... 
4 * 11 = 44
5 * 12 = 60
6 * 13 = 78

在上面的代码中，首先创建了两个列表numbers0和numbers1，将它们传给zip()函数，返回的元组中包含了对应的数字。

一个需要注意的是，zip()函数返回的迭代器对象的长度，是以参数中最短的可迭代对象为准。例如下面的示例，两个字符串的长度不同，最后得到的迭代器对象只有3个元组，并且，必须用list()函数对迭代器对象进行转换，才能显示其具体内容。

>>> letters0 = 'abcde'
>>> letters1 = 'xyz'
>>> list(zip(letters0, letters1))
[('a', 'x'), ('b', 'y'), ('c', 'z')]

要点总结

本文主要探讨了for循环中使用的4个内置函数。这些函数的特点如下：

• enumerate()函数允许创建循环的计数起点。
• reversed()函数的作用主要是对序列进行反序。
• sorted()函数能够对任何可迭代对象进行排序，并且可以灵活地指定任何排序关键词。
• zip()函数主要用于组合可迭代对象中对应的元素，并返回一个迭代器对象。

原文链接：https://medium.com/swlh/level-up-for-loops-in-python-with-4-simple-functions-da01173a834c