在 Python 中，for-in 语句是最常用的控制流语句之一，用于迭代序列（如列表、元组、字符串等）中的每个元素，并在每次迭代时执行特定的操作。for-in 语句通常用于遍历容器类型的数据结构，并对其每个元素进行处理。掌握 for-in 语句是 Python 编程的重要技能。

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1. for-in 语句的基本语法

for-in 语句的基本语法结构如下：

for 变量 in 可迭代对象:
    # 执行的操作

• 变量：用于接收可迭代对象中每次迭代的元素。
• 可迭代对象：一个可以迭代的对象（如列表、元组、字符串、字典等）。
• 执行的操作：在每次迭代时要执行的代码。

示例：遍历列表中的元素

fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']

for fruit in fruits:
    print(fruit)

输出结果：

apple
banana
cherry

在这个示例中，for 语句遍历了 fruits 列表中的每一个元素，并逐个打印出来。

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2. 遍历不同的可迭代对象

Python 的 for-in 语句可以用于遍历多种可迭代对象，包括列表、元组、字符串、字典等。

2.1 遍历列表

列表是最常见的可迭代对象，for-in 语句可以逐一访问列表中的每个元素。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

for num in numbers:
    print(num)

输出结果：

1
2
3
4
5

2.2 遍历元组

元组和列表类似，不同之处在于元组是不可变的。我们也可以用 for-in 语句遍历元组。

coordinates = (10, 20, 30)

for coordinate in coordinates:
    print(coordinate)

输出结果：

10
20
30

2.3 遍历字符串

字符串是一个字符的序列，for-in 语句可以遍历字符串中的每个字符。

word = "hello"

for char in word:
    print(char)

输出结果：

h
e
l
l
o

2.4 遍历字典

字典的遍历稍有不同，因为字典存储的是键值对。在 Python 中，可以遍历字典的键、值，或者同时遍历键和值。

遍历字典的键：

person = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}

for key in person:
    print(key)

输出结果：

name
age
city

遍历字典的值：

for value in person.values():
    print(value)

输出结果：

Alice
25
New York

同时遍历字典的键和值：

for key, value in person.items():
    print(f"{key}: {value}")

输出结果：

name: Alice
age: 25
city: New York

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3. for-in 语句的应用场景

3.1 计算列表中的总和

假设你有一个整数列表，想要计算列表中所有元素的和，可以使用 for-in 语句：

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
total = 0

for num in numbers:
    total += num

print("总和:", total)

输出结果：

总和: 15

在这个示例中，我们通过遍历列表中的每个元素，并将它们累加到 total 变量中，最终得到总和。

3.2 查找列表中的最大值

你可以通过 for-in 语句遍历列表，找到其中的最大值。

numbers = [10, 20, 50, 30, 40]
max_value = numbers[0]

for num in numbers:
    if num > max_value:
        max_value = num

print("最大值:", max_value)

输出结果：

最大值: 50

在该示例中，我们遍历了列表中的每个元素，并通过条件判断找到最大值。

3.3 字符串反转

使用 for-in 语句可以反转字符串中的字符顺序。

word = "hello"
reversed_word = ""

for char in word:
    reversed_word = char + reversed_word

print("反转后的字符串:", reversed_word)

输出结果：

反转后的字符串: olleh

在这个例子中，我们逐个访问字符串中的字符，并将每个字符添加到新的字符串 reversed_word 的前面，从而实现字符串反转。

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4. 嵌套 for-in 循环

有时我们需要处理多维结构，如二维列表或矩阵。在这种情况下，我们可以使用嵌套的 for-in 循环来访问每个元素。

示例：遍历二维列表

matrix = [
    [1, 2, 3],
    [4, 5, 6],
    [7, 8, 9]
]

for row in matrix:
    for element in row:
        print(element, end=" ")
    print()  # 每行后换行

输出结果：

1 2 3 
4 5 6 
7 8 9 

在这个示例中，外层 for 循环遍历每一行，内层 for 循环遍历每一行中的元素。

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5. range() 函数与 for-in 语句结合

range() 函数是生成整数序列的内置函数，常用于生成循环的次数。你可以将 range() 与 for-in 语句结合使用来执行重复的任务。

示例：打印 1 到 5 的数字

for i in range(1, 6):
    print(i)

输出结果：

1
2
3
4
5

示例：计算 1 到 10 的总和

total = 0
for i in range(1, 11):
    total += i

print("1到10的总和:", total)

输出结果：

1到10的总和: 55

在这里，range(1, 11) 生成了从 1 到 10 的整数序列，for-in 语句遍历了这些整数，并将它们累加到 total 中。

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6. for-in 语句的小技巧

6.1 continue 和 break 语句

在 for-in 循环中，你可以使用 continue 跳过当前的循环迭代，直接进入下一次迭代；也可以使用 break 终止整个循环，跳出循环体。

示例：使用 continue 跳过偶数

for num in range(1, 11):
    if num % 2 == 0:
        continue
    print(num)

输出结果：

1
3
5
7
9

示例：使用 break 提前退出循环

for num in range(1, 11):
    if num == 5:
        break
    print(num)

输出结果：

1
2
3
4

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7. 课后练习

7.1 计算列表中所有数字的平方

给定一个数字列表，输出每个数字的平方。

7.2 找出字符串中的元音字母

遍历一个字符串，找出其中所有的元音字母并输出。

7.3 统计字典中值的数量

给定一个字典，统计其中每个值出现的次数。

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8. 本章小结

for-in 语句是 Python 中非常重要的一种控制结构，广泛应用于遍历各种可迭代对象，进行数据处理和操作。通过掌握 for-in 语句，能够有效地处理数组、列表、字典等数据结构，进行灵活的迭代操作。结合 range() 函数、嵌套循环及 continue、break 等语句，能够提高代码的执行效率和可读性。