Python 程序设计 - 17. 字符串、列表、元组、集合、字典数据遍历
1. 引言
在 Python 中，字符串、列表、元组、集合和字典是五种常见的复杂数据类型。为了高效地处理这些数据结构，遍历（traversal）是一个非常重要的操作。遍历是指逐个访问数据结构中的每个元素，并对其进行处理。不同的数据类型有不同的遍历方法，了解这些方法能够让我们更灵活地处理数据。
2. 各种数据类型及其遍历方式
2.1 字符串遍历
字符串（str）是一个字符的有序集合，可以通过索引访问每个字符。遍历字符串时，我们通常会逐个字符进行处理。
遍历方式：
- 使用
for循环遍历每个字符。 - 使用
enumerate()获取字符及其索引。
# 遍历字符串的每个字符
string_example = "Hello, World!"
for char in string_example:
print(char)
输出：
H
e
l
l
o
,
W
o
r
l
d
!
使用 enumerate() 获取索引和字符：
# 使用 enumerate() 获取索引和值
for index, char in enumerate(string_example):
print(f"Index: {index}, Character: {char}")
输出：
Index: 0, Character: H
Index: 1, Character: e
Index: 2, Character: l
Index: 3, Character: l
Index: 4, Character: o
Index: 5, Character: ,
Index: 6, Character:
Index: 7, Character: W
Index: 8, Character: o
Index: 9, Character: r
Index: 10, Character: l
Index: 11, Character: d
Index: 12, Character: !
2.2 列表遍历
列表（list）是 Python 中最常用的数据类型之一，支持有序、可变的元素。遍历列表时，我们可以直接访问每个元素。
遍历方式：
- 使用
for循环遍历列表中的元素。 - 使用
enumerate()获取元素及其索引。
# 遍历列表的每个元素
list_example = [10, 20, 30, 40]
for item in list_example:
print(item)
输出：
10
20
30
40
使用 enumerate() 获取索引和元素：
# 使用 enumerate() 获取索引和值
for index, value in enumerate(list_example):
print(f"Index: {index}, Value: {value}")
输出：
Index: 0, Value: 10
Index: 1, Value: 20
Index: 2, Value: 30
Index: 3, Value: 40
2.3 元组遍历
元组（tuple）与列表类似，唯一的区别是元组是不可变的。遍历元组的方式与列表相同。
遍历方式：
- 使用
for循环遍历元组中的元素。 - 使用
enumerate()获取元素及其索引。
# 遍历元组的每个元素
tuple_example = (1, 2, 3, 4)
for item in tuple_example:
print(item)
输出：
1
2
3
4
使用 enumerate() 获取索引和元素：
# 使用 enumerate() 获取索引和值
for index, value in enumerate(tuple_example):
print(f"Index: {index}, Value: {value}")
输出：
Index: 0, Value: 1
Index: 1, Value: 2
Index: 2, Value: 3
Index: 3, Value: 4
2.4 集合遍历
集合（set）是一个无序且不重复的元素集合，因此，遍历时元素的顺序是不确定的。集合的遍历方式与列表和元组类似。
遍历方式：
- 使用
for循环遍历集合中的元素。
# 遍历集合的每个元素
set_example = {1, 2, 3, 4}
for item in set_example:
print(item)
输出：
1
2
3
4
集合是无序的，因此输出的顺序可能每次都不同。
2.5 字典遍历
字典（dict）是一种包含键值对的数据结构。在字典中，我们可以遍历键、值或键值对。
遍历方式：
- 使用
for循环遍历字典的键。 - 使用
for循环遍历字典的值。 - 使用
for循环遍历字典的键值对。
# 创建字典
dict_example = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "New York"}
# 遍历字典的键
for key in dict_example:
print(key)
输出：
name
age
city
遍历字典的值：
# 遍历字典的值
for value in dict_example.values():
print(value)
输出：
Alice
25
New York
遍历字典的键值对：
# 遍历字典的键值对
for key, value in dict_example.items():
print(f"Key: {key}, Value: {value}")
输出：
Key: name, Value: Alice
Key: age, Value: 25
Key: city, Value: New York
3. 进阶应用：使用 iter() 和 next()
除了基本的 for 循环，Python 提供了 iter() 和 next() 函数来进行更灵活的遍历。iter() 返回一个迭代器对象，而 next() 用于获取下一个元素。
# 使用 iter() 和 next() 遍历列表
list_example = [10, 20, 30, 40]
iterator = iter(list_example)
# 使用 next() 获取元素
print(next(iterator)) # 输出: 10
print(next(iterator)) # 输出: 20
print(next(iterator)) # 输出: 30
当迭代器没有更多的元素时，next() 会抛出 StopIteration 异常。
try:
print(next(iterator)) # 输出: 40
print(next(iterator)) # 会抛出 StopIteration 异常
except StopIteration:
print("No more elements.")
4. 总结
遍历是操作数据结构时常见的任务，Python 提供了多种方式遍历字符串、列表、元组、集合和字典。了解这些方法可以让我们更加高效地处理和操作数据。以下是常见数据类型的遍历方法：
- 字符串：使用
for循环遍历每个字符，也可以使用enumerate()获取字符及其索引。 - 列表：使用
for循环遍历每个元素，也可以使用enumerate()获取元素及其索引。 - 元组：与列表类似，使用
for循环遍历每个元素，或使用enumerate()获取索引和元素。 - 集合：使用
for循环遍历集合中的元素，注意集合是无序的。 - 字典：可以使用
for循环遍历字典的键、值或键值对。
这些遍历方式为我们操作数据提供了便利，灵活运用可以帮助我们编写高效、清晰的代码。
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