Vòng lặp For trong Python - Phần 2

Kiểu dữ liệu range (dãy số)

Bạn gặp kiểu dữ liệu này suốt các phần liên quan đến comprehension hoặc là liên quan đến iterator object.

Đây là một kiểu dữ liệu rất đặc biệt vì ta có thể lấy nhiều giá trị từ nó nhưng bản chất thì nó không lưu giữ những giá trị mà chúng ta lấy. Trước khi đến với điều thú vị này, chúng ta cùng ngó tổng quát về kiểu dữ liệu này.

Chúng ta có hai cách khởi tạo.

Cách khởi tạo thứ nhất

Cú pháp:  

range(stop)

Với cách này, ta sẽ tạo một dãy số bắt đầu bằng số 0 và kết thúc là stop – 1. Dãy số này là một cấp số cộng với công sai là 1.

>>> k = range(3)
>>> type(k)
<class 'range'>
>>> k[0] # range có hỗ trợ indexing
0
>>> k[1]
1
>>> k[-1]
2
>>> k[3]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: range object index out of range
>>> list(k)
[0, 1, 2]
>>> k[0] = 10 # range object là hasable object
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'range' object does not support item assignment
1234567891011121314151617181920

Cách khởi tạo thứ hai

Cú pháp:

range(start, stop[, step])

Với cú pháp này, ta sẽ tạo một dãy số bắt đầu bằng start và kết thúc là stop – 1. Dãy số này là một cấp số cộng với công sai là 1.

Trong trường hợp step (buộc phải khác 0) được đưa vào thì công sai sẽ là step.

>>> list(range(2, 5))
[2, 3, 4]
>>> list(range(4, 1, -1))
[4, 3, 2]
>>> list(range(2, -3, -1))
[2, 1, 0, -1, -2]
1234567

Và đây là điều thú vị của hàm range. Hãy tạo một List chứa một dãy số cộng từ 0 tới một số kha khá lớn. Đương nhiên là cũng sẽ có một Range có một dãy số tương tự.

>>> k = range(9999999) # nếu máy bạn có khỏe thì hãy cho số lớn hơn tí nữa để thấy rõ sự khác biệt
>>> lst = list(k)
123

Tiếp đến, hãy dùng toán tử in

>>> 9999999999 in k
False
>>> 9999999999 in lst
False
12345

Nếu bạn chưa thấy gì thì hãy thử số nào to hơn chút. Còn nếu thấy rồi, thì đó chính là tốc độ. Chệnh nhau vài mili giây. Đối với máy tính hiện đại, một vài mili giây là đủ để làm rất nhiều thứ. Vậy điều gì làm nên khác biệt đó?

Range là một lớp được thiết kế riêng để lưu giữ những dãy số. Vậy nên nó đã được những kĩ sư Python sử dụng các thuật toán để có thể có được sự linh hoạt này.

Mỗi lần bạn lấy một giá trị trong một đối tượng thuộc hàm range thì đối tượng này sẽ lấy các giá trị của start, stop, step và một vài thứ khác để tính toán và sinh ra một con số.

Để hiểu rõ hơn bạn tham khảo câu hỏi này trên Stack Overflow

Why is “1000000000000000 in range(1000000000000001)” so fast in Python 3?

Sử dụng range để duyệt một List, Tuple, Chuỗi

Chúng ta sử dụng một dãy số để dùng indexing lấy các giá trị trong một List, Tuple hoặc Chuỗi.

Chúng ta có hàm range sinh ra một dãy số.

Kết hợp chúng lại, ta có thể duyệt một List, Tuple hoặc Chuỗi:

>>> lst = [s, (1, 2, 3), {'abc', 'xyz'}]
>>> for i in range(len(lst)):
...     print(lst[i])
...
How Kteam
(1, 2, 3)
{'abc', 'xyz'}1234567

Sự khác nhau giữa sequence scan và indexing scan

Trong bài trước, bạn thấy rằng ta không cần dùng tới hàm range vẫn có thể duyệt hết các phần tử của một List. Vậy điều gì khiến chúng ta đôi lúc phải dùng tới hàm range để xử lí một List?

Đó là khi ta cần update (cập nhật) List. Hãy xem hai ví dụ sau đây:

Đầu tiên là sequence scan

>>> lst = [1, 2, 3]
>>> for value in lst:
...     value += 1
...
>>> lst
[1, 2, 3]
1234567

Biến variable là một biến riêng lẻ, nên không thể cập nhật được List ban đầu.

Còn đối với indexing scan

>>> lst = [1, 2, 3]
>>> for i in range(len(lst)):
...     lst[i] += 1
...
>>> lst
[2, 3, 4]
1234567

Hãy lựa chọn cách sử dụng vòng lặp một cách thông minh phù hợp với mục đích của mình.

Comprehension

Có lẽ bây giờ những comprehension không còn phức tạp với các bạn nữa.

Comprehension là một công cụ rất hiệu quả của Python để xử lí rất nhiều việc mà chỉ cần một dòng.

Bên cạnh đó. Người ta còn so sánh những comprehension và những đoạn code với chức năng tương tự thì comprehension có tốc độ nhanh hơn.

Lời tác giả:

• Mọi người sẽ phải Ồ lên khi thấy bạn có một comprehension chỉ tốn một dòng và thời gian thực thi nhanh hơn. Thế nên bạn nên luyện tập sử dụng comprehension thường xuyên.
• Sau này khi kết hợp với anonymous function là lambda bạn sẽ tạo ra được những thứ mang đậm thương hiệu one-liner.
• Python không khó. Quan trọng là bạn phải nằm lòng các API của Python (các chức năng mà ngôn ngữ hỗ trợ) là một trong những thứ đó

Ta có thể tổng quát đơn giản cú pháp của một comprehension như sau

Cú pháp:

[ output-expression for-statement optional-predicate ]

Ở đây Kteam sử dụng [ cho List, các bạn có thể sử dụng các cặp ngoặc khác nhưng phải để output-expression phù hợp với kiểu dữ liệu. Như dict thì bạn phải để output-expression là một cặp key-value.

Một số ví dụ

>>> ['--'.join((a.capitalize(), b.upper() + c.lower())) for a, b, c in [('how', 'kteam', 'EDUCATION'), ('chia', 'sẻ', 'FREE')]] # bỏ trống optional-predicate
['How--KTEAMeducation', 'Chia--SẺfree']
123

Nếu không sử dụng comprehension thì sẽ như sau:

>>> lst = []
>>> for a, b, c in [('how', 'kteam', 'EDUCATION'), ('chia', 'sẻ', 'FREE')]:
...     a = a.capitalize()
...     b = b.upper()
...     c = c.lower()
...     lst.append('--'.join((a, b + c)))
...
>>> lst
['How--KTEAMeducation', 'Chia--SẺfree']
12345678910

>>> {key:value + 1 for key, value in (('Kteam', 69), ('Tèo', 50), ('Tũn', 14), ('Free Education', 93)) if value % 2 != 0}
{'Kteam': 70, 'Free Education': 94}
123

Khi không sử dụng comprehension

>>> dic = {}
>>> for key, value in (('Kteam', 69), ('Tèo', 50), ('Tũn', 14), ('Free Education', 93)):
...     if value % 2 != 0:
...         dic[key] = value + 1
...
>>> dic
{'Kteam': 70, 'Free Education': 94}
12345678

Giới thiệu hàm enumerate

Giả sử bạn có một danh sách học sinh.

>>> student_list = ['Long', 'Trung', 'Giàu', 'Thành']1

Việc in ra danh sách này thì rất đơn giản.

>>> for student in student_list:
...     print(student)
...
Long
Trung
Giàu
Thành1234567

Nhưng như vậy thì không rõ ràng cho lắm vì danh sách này không hề có số thứ tự. Bạn nghĩ đến việc sử dụng hàm range.

Đó cũng là một cách, nhưng Python có hỗ trợ cho bạn một hàm hay hơn đó chính là enumerate. Hàm có cú pháp như sau:

Cú pháp:

enumerate(iterable[, start])

Nếu start không được gửi vào thì mặc định là 0

Hàm này là một generator nhờ câu lệnh yield trong hàm. Nó sẽ tạo ra mỗi giá trị là một cặp gồm số thứ tự và giá trị có cấu trúc như sau

(start + 0, seq[0]), (start + 1, seq[1]), (start + 2, seq[2]), ...

Ví dụ:

>>> gen = enumerate(student_list)
>>> gen
<enumerate object at 0x02D6D850>
>>> list(gen)
[(0, 'Long'), (1, 'Trung'), (2, 'Giàu'), (3, 'Thành')]
123456

Và khi đó, ta có thể sử dụng vòng for như sau

>>> for idx, student in enumerate(student_list):
...     print(idx, '=>', student)
...
0 => Long
1 => Trung
2 => Giàu
3 => Thành
12345678

Nếu bạn không thích bắt đầu từ số 0 thì ta cũng có thể thay đổi

>>> for idx, student in enumerate(student_list, 1):
...     print(idx, '=>', student)
...
1 => Long
2 => Trung
3 => Giàu
4 => Thành
12345678

Được cập nhật: hôm kia lúc 21:04:59 | Lượt xem: 1048