在上一章，我们学习了如何创建一个列表，以及如何操作列表元素，接下来就让我们一起学习如何利用几行代码去遍历整个列表吧！

第四章：操作列表

一、 遍历整个列表

在一些情况下，我们经常会需要对于列表中的所有元素进行重复性的操作，但如果一个个的去执行代码，就会导致大量重复代码的出现。所以为了更好的去解决这个问题，我们可以使用Python中的for循环

1. for循环的使用及其原理

下面就通过一些实例去帮助我们理解什么是for循环，以及如何使用for循环吧！

>>> animals = ["dog", "cat", "rabbit"]
    for animal in animals:
        print(f"A {animal} would make a great pet.")
        
A dog would make a great pet.
A cat would make a great pet.
A rabbit would make a great pet.

我们发现可以使用for循环去处理一些重复性的操作，会给我们带来很大的便利。

在这个例子中，我们定义一个包含三个元素的列表，然后使用for循环去遍历列表中的所有元素。

其原理为，在第一次循环开始时，把列表animals中的第一个元素“dog”与变量animal相关联，然后通过变量animal这个桥梁执行下面的输出操作，然后再进行第二次循环，把列表animals中的第二个元素“cat”与变量animal相关联，以此类推。

2. 在for循环中执行更多操作

有时我们需要对循环中的内容进行更多的操作，这时只需要在循环体中加入相应操作就可以了

• 例如，我们想在上一个例子的基础上加入一条信息，说明这种动物适合当宠物的原因，可以对代码进行如下修改

>>> animals = ["dog", "cat", "rabbit"]
    for animal in animals:
        print(f"A {animal} would make a great pet.")
        print(f"Because {animal}s are very cute!\n")    ## \n为换行符，在这里起到分隔的作用
        
A dog would make a great pet.
Because dogs are very cute!

A cat would make a great pet.
Because cats are very cute!

A rabbit would make a great pet.
Because rabbits are very cute!

在这里我们要注意，如果是要对循环体内部进行操作，一定要将操作的代码加入到循环体中，在Python中，一般使用缩进来判断代码之间的关系，所以这点要格外注意。

3. 在循环结束后执行一些操作

有时我们需要在循环结束后，在结尾处加入一些总结性的语句，这时可以在for循环后面加入一条没有缩进的代码，在Python中，没有缩进的代码只执行一次

• 同理，也拿上一个例子来进行修改，在循环结束后，加入一个总结性的语句，可以对代码进行如下调整：

>>> animals = ["dog", "cat", "rabbit"]
    for animal in animals:
        print(f"A {animal} would make a great pet.")
        print(f"Because {animal}s are very cute!\n")
    print("Any of these animals would make a great pet!")
    
A dog would make a great pet.
Because dogs are very cute!

A cat would make a great pet.
Because cats are very cute!

A rabbit would make a great pet.
Because rabbits are very cute!

Any of these animals would make a great pet!

在Python中，缩进是一个极其重要的格式，所以我们在编写代码时应格外注意。

• 不要忘记缩进，或未对需要缩进的代码进行缩进，虽然这两种情况都可以正常执行，但往往不是我们想要的结果；

• 还有种情况就是，我们可能会在一些不需要缩进的地方私自添加一些缩进，这往往会出现报错信息，此类报错信息一般都含有“indent”这个词，这个词就是缩进的意思；

• 另外还有一个值得注意的地方就是，for循环语句最后，一定不要遗漏冒号，这个冒号会告诉Python，下一行是循环体的第一行。

这些细微的错误在编程时非常容易出现，而且有时还很难发现，所以我们在平时的练习中要尽量养成良好的编程习惯，减少这些细微错误的出现。

二、 创建数值列表

在上一章中我们学习了如何创建一个列表，这里再介绍一些有关于数值列表的简单创建方式。

1. 使用函数range()

函数range()一般包含两个参数，例如range(a,b)表示一个从a开始，到b结束的一系列数，下面举一个例子：

>>> for num in range(1,6):
        print(num)
        
1
2
3
4
5

在上面这个例子中，range(1,6)表示从1开始，直到6的一系列数，这里要注意这个列表往往不包含第二个值，所以在编写代码时应格外注意

• 在使用函数range()时，如果输出不符合预期，可将指定的值加1或减1

• 使用函数range()时，也可以只指定一个参数，这样它会默认从0开始，例如range(6)返回0~5

2. 使用函数range()创建数字列表去创建一个数值列表呢

这里首先要提出一点容易误解的地方，在Python3中，函数range()返回的是一个可迭代对象(类型是对象)，所以打印的时候不会打印列表，具体什么是对象，这个我们在后续的学习中会介绍，这里只要明白一点：函数range()返回的不是列表

那既然函数range()返回的不是列表，那我们怎么利用函数range()去创建一个数值列表呢

要创建一个数值列表，可使用函数list()将函数range()的结果转换为列表，下面用一个实例进行演示

>>> numbers = list(range(1,6))
>>> print(numbers)
    
[1, 2, 3, 4, 5]

使用函数range()时，还可以指定步长，即函数range()的第三个参数，下面举一个例子进行说明

>>> even_numbers = list(range(2,10,2))
>>> print(even_numbers)

[2, 4, 6, 8]

• 在这个例子中，函数range()从2开始数，然后不断加2，直到达到或超过终值10（不含终值），因此这里输出的是1~9的所有偶数

小练习：创建一个列表，让其包含1~10这十个整数的平方（Python中乘方用**表示）

>>> squares = []
>>> for number in range(1,11):
        square = number ** 2
        squares.append(square)      ## 这两步也可整合为一步  squares.append(number**2)
>>> print(squares)

[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

3. 对数字列表执行简单的统计运算

Python中有几个专门用于处理数字列表的函数，例如，使用max()，min()和sum()找出数字列表中的最大值，最小值以及总和

>>> digits = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0] 
>>> min(digits) 
0 
>>> max(digits) 
9 
>>> sum(digits) 
45

4. 列表解析

对于上面的小练习，生成squares列表的方式包含四五行代码，而列表解析可以只写一行代码，就能起到相同的效果。

列表解析将for循环和创建新元素的代码合并成一行，并自动附加新元素。下面就让我们来看一下如何用一行代码实现相同的效果吧！

>>> squares = [number**2 for number in range(1,11)]      ## 列表解析
>>> print(squares)

[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

这种语法简单解释下就是，定义一个squares的变量名，然后对其进行列表赋值（使用中括号[]），赋值内容中，先是定义一个赋值的表达式（如number**2），后面接着一个for循环（for循环语句末尾没有冒号）。

要创建一个自己的列表解析，需要经过大量的练习，但当你真正学会了这种写法之后，会给我们带来很大的便利。

三、 使用部分列表

在Python中，还可以处理列表中的部分元素，被称为切片

1. 切片

要创建切片，就一定会用到索引，可以通过指定使用的第一个元素和最后一个元素的索引来创建切片，与函数range()一样，切片也是取不到最后一个元素的，下面进行举例说明：

>>> fruits = ["apple","banana","grape","orange","pear","strawberry"]
>>> print(fruits[1:5])    ## 返回第二、三、四、五个元素
['banana', 'grape', 'orange', 'pear']

'''如果没有指定第一个索引，则默认从列表表头开始'''
>>> print(fruits[:3])     ## 返回第一、二、三个元素
['apple', 'banana', 'grape']

'''如果没有指定最后一个索引，则默认终止于列表结尾'''
>>> print(fruits[3:])     ## 返回最后三个元素
['orange', 'pear', 'strawberry']

'''同索引一样，切片也可以使用负数索引'''
>>> print(fruits[-4:])     ## 返回最后四个元素
['grape', 'orange', 'pear', 'strawberry']

'''若在切片的方括号内指定第三个值，表示每隔多少元素提取一个'''
>>> print(fruits[0:5:2])     ## 从第一个元素到第第五个元素中，每隔一个元素提取一个
['apple', 'grape', 'pear']

2. 切片的遍历

要遍历切片里的元素，可在for循环中使用切片，如下：

>>> fruits = ["apple","banana","grape","orange","pear","strawberry"]
>>> for fruit in fruits[1:4]:
        print(fruit)
        
banana
grape
orange

3. 复制列表

在对列表进行操作时，我们有时可能会需要对列表进行复制，复制列表可以通过切片来完成，即同时省略起始索引和终止索引([:])，示例如下：

>>> my_fruits = ["apple","banana","grape"]
>>> friend_fruits = my_fruits[:]
>>> print("My favorite fruits are:")
>>> print(my_fruits)
>>> print("\nMy friend's favorite fruits are:")
>>> print(friend_fruits)

My favorite fruits are:
['apple', 'banana', 'grape']

My friend's favorite fruits are:
['apple', 'banana', 'grape']

这里可能有同学会说，直接赋值不就行了吗，为什么还那么麻烦，那下面我们就来探讨一下直接赋值可不可以

>>> my_fruits = ["apple","banana","grape"]
>>> friend_fruits = my_fruits
>>> print("My favorite fruits are:")
>>> print(my_fruits)
>>> print("\nMy friend's favorite fruits are:")
>>> print(friend_fruits)

My favorite fruits are:
['apple', 'banana', 'grape']

My friend's favorite fruits are:
['apple', 'banana', 'grape']

'''表面上看好像是可行的，我们再试着分别对这两个列表进行添加元素的操作''

>>> my_fruits.append("orange")
>>> friend_fruits.append("pear")
>>> print("My favorite fruits are:")
>>> print(my_fruits)
>>> print("\nMy friend's favorite fruits are:")
>>> print(friend_fruits)

My favorite fruits are:
['apple', 'banana', 'grape', 'orange', 'pear']

My friend's favorite fruits are:
['apple', 'banana', 'grape', 'orange', 'pear']

## 这里明显就不是我们想要的效果了，所以要想按照我们的想法去复制列表，要使用前面介绍的切片的方法

直接赋值之所以不成功，主要是因为在Python中变量的赋值其实是一个类似于指针指向的过程，所以并没有把它们所分开，才导致了上面的这种情况。最后，建议大家复制完列表后，可以尝试用上例中的方法确认是否按照我们的想法成功复制了列表

四、 元组

在上一章我们学习了对列表元素进行处理，说明列表是可以修改的，但有时我们也需要创建一些不可以修改的列表，在Python中把这种不可修改的列表称为元组

1. 定义元组

元组和列表类似，唯一的区别就是元组使用圆括号而不是中括号

>>> dimensions = (200,50)
>>> print(dimensions)
(200, 50)

>>> print(dimensions[0])   ## 访问元组元素
200

>>> dimensions[0] = 300    ## 尝试修改元组元素的值
Traceback (most recent call last):
  File "d:\Microsoft VS Code\code\test.py", line 3, in <module>
    dimensions[0] = 300
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment      
## 出现报错，元组中的值是不能被修改的

>>> for dimension in dimensions:        ## 遍历元组中的值
        print(dimension)
200
50

注意：严格地说，元组是用逗号标识的，如果要定义一个只包含一个元素的元组，必须在这个元素后面加上逗号：my_value = (6,)，如果不加逗号，则等同于my_value = 6，这就不是一个元组了，而是一个数

2. 修改元组变量

上面说过元组的元素是不能修改的，但我们可以给元组重新赋值。因此，如果要修改元组的值，可以通过重新定义元组的方法

>>> dimensions = (200, 50) 
>>> print("Original dimensions:") 
>>> for dimension in dimensions: 
        print(dimension) 
        
Original dimensions: 
200 
50 

>>> dimensions = (400, 100)
>>> print("\nModified dimensions:") 
>>> for dimension in dimensions: 
        print(dimension)
        
Modified dimensions:
400 
100

五、 小结

我们学习了如何高效处理列表中的元素，以及如何使用for循环遍历列表，切片的使用和元组的概念。下一章中，我们将一起学习Python中的另一大结构：if条件结构。