迭代入门:为何我们要循环
迭代是编程中的基础概念,指重复执行一组指令。它是核心机制,使我们无需手动重复即可多次执行代码,严格遵循“不要重复自己”(DRY)原则。这一概念确保了代码的高效性和可维护性。
1. 为何必须使用循环:规模与效率
当应用程序处理真实世界的数据时,常常会遇到庞大的数据集合——包含数千个用户名的列表、数据库中数百万行的数据,或大量日志。手动逐一处理每个项目是不现实的;迭代可以快速且无错误地自动化处理这些大型结构。
- 对大规模序列的自动化处理(例如,$N \approx 10^6$ 项)。
- 数据清洗以及对多个输入应用相同的转换操作。
- 通过一致的执行减少错误,远超手动重复的水平。
2. Python 的两种核心循环类型
- 使用‘for’循环:用于确定性迭代。该循环遍历任何序列(如列表或字符串)或其他可迭代对象的元素。你知道最大重复次数,因为这由序列的大小决定。
- 使用‘while’循环:用于非确定性迭代。该循环会持续重复执行一段代码,只要控制条件为布尔值“True”。循环开始时,重复次数通常未知。
- 可扩展性:在数据科学和网络后端开发等领域,处理海量数据是必需的,循环对于编写健壮、可扩展的应用程序至关重要。
必备概念检查
当你知道要处理的数据集合时(例如,处理购物车中的每一项),选择‘for’循环。当你在等待某个事件发生时(例如,让游戏持续运行直到用户按下‘Q’),选择‘while’循环。
问题 1
迭代通过减少手动编码,直接支持哪项编程原则?
问题 2
如果需要打印一个包含 50 名学生姓名的列表中的每一个名字,Python 中通常推荐使用哪种循环类型?
问题 3
迭代之所以必要,主要是因为: