Python中for循环如何访问索引值

技术背景

在Python编程中，经常需要在遍历序列（如列表、元组等）时访问元素的索引。Python提供了多种方式来实现这一需求，不同的方法在代码可读性、性能等方面存在差异。

实现步骤

1. 使用enumerate函数

enumerate函数是Python内置函数，可将一个可迭代对象转换为一个枚举对象，该对象包含元素的索引和元素本身。示例代码如下：

xs = [8, 23, 45]
for idx, x in enumerate(xs):
    print("item #{} = {}".format(idx, x))

若需要索引从1开始，可使用start参数：

for idx, x in enumerate(xs, start=1):
    print("item #{} = {}".format(idx, x))

2. 使用range(len())

通过range和len函数结合，可手动控制索引。示例代码如下：

xs = [8, 23, 45]
for i in range(len(xs)):
    print("item #{} = {}".format(i, xs[i]))

3. 手动管理索引变量

在循环外部初始化一个索引变量，在循环内部更新该变量。示例代码如下：

xs = [8, 23, 45]
index = 0
for x in xs:
    print("item #{} = {}".format(index, x))
    index += 1

核心代码

使用enumerate函数

items = [8, 23, 45, 12, 78]
for index, value in enumerate(items):
    print("index", index, "for value", value)

使用range(len())

items = [8, 23, 45, 12, 78]
for i in range(len(items)):
    print("Index:", i, "Value:", items[i])

手动管理索引变量

items = [8, 23, 45, 12, 78]
counter = 0
for value in items:
    print(counter, value)
    counter += 1

最佳实践

• 使用enumerate函数：这是最Pythonic的方式，代码简洁易读，性能也较好。尤其在需要同时获取索引和元素时，优先使用enumerate函数。
• 避免使用list.index()：如果列表中有重复元素，list.index()方法会返回第一个匹配元素的索引，且该方法的时间复杂度为$O(n)$，效率较低。

常见问题

索引从0开始还是1开始

Python中索引默认从0开始。如果需要索引从1开始，可使用enumerate函数的start参数，或者在使用range(len())时手动调整。

性能问题

在性能方面，enumerate函数通常比手动管理索引变量或使用range(len())更高效。以下是性能测试代码：

from timeit import timeit

def range_loop(iterable):
    for i in range(len(iterable)):
        1 + iterable[i]

def enumerate_loop(iterable):
    for i, val in enumerate(iterable):
        1 + val

def manual_indexing_loop(iterable):
    index = 0
    for item in iterable:
        1 + item
        index += 1

def measure(l, number=10000):
    print("Measure speed for list with %d items" % len(l))
    print("range: ", timeit(lambda :range_loop(l), number=number))
    print("enumerate: ", timeit(lambda :enumerate_loop(l), number=number))
    print("manual_indexing: ", timeit(lambda :manual_indexing_loop(l), number=number))

# Measure speed for list with 1000 items
measure(range(1000))

处理重复元素

如果列表中有重复元素，使用list.index()方法会出现问题，建议使用enumerate函数。例如：

ints = [8, 8, 8, 23, 45, 12, 78]
for idx, val in enumerate(ints):
    print(idx, val)