Pętla for w Pythonie: iteracja po listach, napisach, range i słownikach

Pętla for w Pythonie to "dla każdego"

Jeśli znasz język w stylu C, pętla for w Pythonie będzie wyglądać inaczej. Nie ma wzorca z licznikiem for (i = 0; i < n; i++). for w Pythonie to wyłącznie pętla dla każdego: dajesz jej kolekcję, a ona podaje ci elementy po jednym.

colors = ["red", "green", "blue"]

for color in colors:
    print(color)

To wypisuje trzy linie. Python czyta listę, wyciąga po kolei każdy element i wiąże go z color na czas wykonania ciała. Gdy nic nie zostanie, pętla się kończy.

Zwróć uwagę na kształt: for <name> in <iterable>:, a po nim wcięte ciało. Wcięcie, dwukropek, ciało: ta sama struktura co w if.

Co jest iterowalne

W praktyce wszystko, co przechowuje sekwencję wartości. Listy, krotki, napisy, zakresy range, słowniki, zbiory, pliki i większość własnych obiektów, które zbudujesz.

# Napis to sekwencja znaków.
for ch in "python":
    print(ch)

# Krotka działa tu dokładnie jak lista.
for n in (10, 20, 30):
    print(n)

# Zbiór jest iterowalny, ale nieuporządkowany: nie polegaj na kolejności.
for item in {"a", "b", "c"}:
    print(item)

# Słownik domyślnie iteruje po kluczach.
settings = {"theme": "dark", "font": "mono"}
for key in settings:
    print(key, "->", settings[key])

Jednolitość to największa zaleta: jedna składnia, wiele kształtów danych.

Liczenie przez range()

Gdy naprawdę potrzebujesz licznika ("zrób to dziesięć razy" albo "przejdź po indeksach od 0 do 9"), użyj range():

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

To wypisuje 0, 1, 2, 3, 4. range(stop) liczy od 0 do stop, ale bez niego. range(start, stop) pozwala ustawić wartość początkową, a range(start, stop, step) pozwala określić krok:

for i in range(2, 11, 2):
    print(i)     # 2, 4, 6, 8, 10

for i in range(10, 0, -1):
    print(i)     # 10, 9, 8, ..., 1

Wkrótce będzie osobna strona o range, bo warto zrozumieć go trochę głębiej. Na razie wystarczy, że range(n) daje n iteracji ponumerowanych od 0 do n-1.

enumerate w Pythonie: pętla z indeksem

Częsta potrzeba: "chcę mieć indeks i wartość jednocześnie". Odruch początkującego to range(len(...)), ale Python ma lepsze narzędzie:

colors = ["red", "green", "blue"]

for index, color in enumerate(colors):
    print(index, color)

enumerate() zwraca pary (index, value). Dwie zmienne po for rozpakowują parę na dwie nazwy: index i color. To dużo czystsze niż:

# Nie rób tak: enumerate jest lepsze.
for i in range(len(colors)):
    print(i, colors[i])

Jeśli chcesz liczyć od 1 zamiast od 0, przekaż start=1:

for position, runner in enumerate(["Ada", "Boris", "Ciara"], start=1):
    print(f"#{position}: {runner}")

zip w Pythonie: iteracja po dwóch sekwencjach naraz

Gdy masz dwie listy tej samej długości i chcesz połączyć je w pary:

names = ["Ada", "Boris", "Ciara"]
cities = ["London", "Paris", "Lisbon"]

for name, city in zip(names, cities):
    print(f"{name} lives in {city}.")

zip zatrzymuje się na najkrótszej sekwencji. Jeśli chcesz, żeby szedł dalej i uzupełniał brakujące miejsca wartością None, użyj itertools.zip_longest.

Iteracja po słowniku

Słowniki pozwalają wybrać, po czym przechodzi pętla:

prices = {"apple": 0.50, "bread": 2.00, "milk": 1.20}

# Klucze (domyślnie)
for key in prices:
    print(key)

# Wartości
for value in prices.values():
    print(value)

# Jedno i drugie
for key, value in prices.items():
    print(f"{key}: ${value:.2f}")

Najczęściej chcesz .items(): dostajesz klucz i wartość razem w jednej czytelnej linii.

break i continue

Czasem chcesz wyjść wcześniej albo pominąć jedną iterację.

break natychmiast kończy pętlę:

numbers = [5, 3, 9, 7, 2, 8]

for n in numbers:
    if n > 6:
        print(f"Found a big one: {n}")
        break

Gdy tylko znajdzie się liczba większa od 6, pętla się zatrzymuje. Pozostałe elementy są ignorowane.

continue pomija resztę bieżącej iteracji i przechodzi do następnej:

for n in range(10):
    if n % 2 == 0:
        continue
    print(n)   # wypisuje tylko liczby nieparzyste

Obu można używać, choć continue utrudnia śledzenie pętli, gdy jest ich więcej niż jedno. Często prosty if/else czyta się lepiej.

Klauzula else w pętli

Python ma coś, czego nie ma większość języków: klauzulę else w pętlach. Wykonuje się, gdy pętla zakończy się bez natrafienia na break.

numbers = [3, 5, 7, 9]

for n in numbers:
    if n % 2 == 0:
        print("Found an even number")
        break
else:
    print("All numbers were odd")

Przydatne, ale na początku mylące. Nie musisz tego używać: flaga logiczna poza pętlą jest często czytelniejsza dla nowych czytelników.

Modyfikowanie listy podczas iteracji

Jedna pułapka warta uwagi: nie dodawaj ani nie usuwaj elementów listy, po której akurat iterujesz. Iteracja gubi się w tym, które indeksy są nadal poprawne, więc albo pominiesz elementy, albo wywołasz błąd. Bezpieczny wzorzec to zbudowanie nowej listy:

scores = [45, 72, 33, 90, 58, 61]
passing = []

for score in scores:
    if score >= 60:
        passing.append(score)

print(passing)

Albo, gdy poczujesz się pewniej, list comprehension robi to samo w jednej linii. Omówimy to w rozdziale o kolekcjach.

Mały przykład od początku do końca

Połączmy kilka z tych rzeczy: odczyt listy, filtrowanie, numerowanie, wypisywanie:

temperatures = [68, 74, 81, 65, 92, 77, 59]
hot_day_numbers = []

for day_number, temp in enumerate(temperatures, start=1):
    if temp >= 80:
        hot_day_numbers.append(day_number)

if hot_day_numbers:
    print(f"Hot on days: {hot_day_numbers}")
else:
    print("No hot days this week.")

Dalej: pętla while

for to właściwy wybór, gdy wiesz, po czym iterujesz. while to właściwy wybór, gdy pętla ma działać, dopóki nie zmieni się jakiś warunek. O tym jest następna strona.