For - Else

循环是任何语言的一个必备要素。同样地，for循环就是Python的一个重要组成部分。然而还有一些东西是初学者并不知道的。我们将一个个讨论一下。

我们先从已经知道的开始。我们知道可以像这样使用for循环：

fruits = ['apple', 'banana', 'mango']
for fruit in fruits:
    print(fruit.capitalize())
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Output: Apple

       Banana

       Mango

这是一个for循环非常基础的结构。现在我们继续看看，Python的for循环的一些鲜为人所知的特性。

else从句

for循环还有一个else从句，我们大多数人并不熟悉。这个else从句会在循环正常结束时执行。这意味着，循环没有遇到任何break. 一旦你掌握了何时何地使用它，它真的会非常有用。我自己对它真是相见恨晚。

有个常见的构造是跑一个循环，并查找一个元素。如果这个元素被找到了，我们使用break来中断这个循环。有两个场景会让循环停下来。

1. 第一个是当一个元素被找到，break被触发。
2. 第二个场景是循环结束。

现在我们也许想知道其中哪一个，才是导致循环完成的原因。一个方法是先设置⼀个标记，然后在循环结束时打上标记。另一个是使用else从句。

这就是for/else循环的基本结构：

for item in container:
    if search_something(item):
        # Found it!
        process(item)
        break
else:
    # Didn't find anything..
not_found_in_container()
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考虑下这个简单的案例，它是我从官方文档里拿来的：

for n in range(2, 10):
    for x in range(2, n):
        if n % x == 0:
            print(n, 'equals', x, '*', n/x)
            break
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它会找出2到10之间的数字的因子。现在是趣味环节了。我们可以加上一个附加的else语句块，来抓住质数，并且告诉我们：

for n in range(2, 10):
    for x in range(2, n):
        if n % x == 0:
            print( n, 'equals', x, '*', n/x)
            break
    else:
        # loop fell through without finding a factor
        print(n, 'is a prime number')
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使用C扩展

CPython还为开发者实现了一个有趣的特性，使用Python可以轻松调用C代码

开发者有三种方法可以在自己的Python代码中来调用C编写的函数ctypes，SWIG，Python/C API。每种方式也都有各自的利弊。

首先，我们要明确为什么要在Python中调用C？

常见原因如下：

1. 你要提升代码的运行速度，而且你知道C要比Python快50倍以上
2. C语言中有很多传统类库，而且有些正是你想要的，但你又不想用Python去重写它们
3. 想对从内存到文件接口这样的底层资源进行访问
4. 不需要理由，就是想这样做

CTypes

Python中的ctypes模块可能是Python调用C方法中最简单的一种。ctypes模块提供了和C语言兼容的数据类型和函数来加载dll文件，因此在调用时不需对源文件做任何的修改。也正是如此奠定了这种方法的简单性。

示例如下

实现两数求和的C代码，保存为add.c

//sample C file to add 2 numbers - int and floats
#include <stdio.h>
int add_int(int, int);
float add_float(float, float);
int add_int(int num1, int num2){
return num1 + num2;
}
float add_float(float num1, float num2){
return num1 + num2;
}
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接下来将C文件编译为.so文件(windows下为DLL)。下面操作会生成adder.so文件

#For Linux
$ gcc -shared -Wl,-soname,adder -o adder.so -fPIC add.c
#For Mac
$ gcc -shared -Wl,-install_name,adder.so -o adder.so -fPIC add.c
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现在在你的Python代码中来调用它

from ctypes import *
#load the shared object file
adder = CDLL('./adder.so')
#Find sum of integers
res_int = adder.add_int(4,5)
print "Sum of 4 and 5 = " + str(res_int)
#Find sum of floats
a = c_float(5.5)
b = c_float(4.1)
add_float = adder.add_float
add_float.restype = c_float
print "Sum of 5.5 and 4.1 = ", str(add_float(a, b))
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输出如下：

Sum of 4 and 5 = 9

Sum of 5.5 and 4.1 = 9.60000038147

在这个例子中，C文件是自解释的，它包含两个函数，分别实现了整形求和和浮点型求和。

在Python文件中，一开始先导入ctypes模块，然后使用CDLL函数来加载我们创建的库文件。这样我们就可以通过变量adder来使用C类库中的函数了。当adder.add_int()被调用时，内部将发起一个对C函数add_int的调用。ctypes接口允许我们在调用C函数时使用原生Python中默认的字符串型和整型。

而对于其他类似布尔型和浮点型这样的类型，必须要使用正确的ctype类型才可以。如向adder.add_float()函数传参时, 我们要先将Python中的十进制值转化为c_float类型，然后才能传送给C函数。这种方法虽然简单，清晰，但是却很受限。例如，并不能在C中对对象进行操作。

作者：zhulin1028

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