摘要：普通可迭代對(duì)象只有魔術(shù)方法，而不像迭代器一樣擁有魔術(shù)方法，這意味著它無(wú)法實(shí)現(xiàn)自遍歷過(guò)程，同時(shí)在經(jīng)過(guò)循環(huán)的它遍歷后，也不會(huì)破壞原有的結(jié)構(gòu)。這兩個(gè)是我創(chuàng)造的概念，詳見(jiàn)進(jìn)階迭代器與迭代器切片。

本文原創(chuàng)并首發(fā)于公眾號(hào)【Python貓】，未經(jīng)授權(quán)，請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載。

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6 月 22 日，Python 之父 Guido 發(fā)了一條推特，說(shuō)了 Python 的一則歷史故事，他說(shuō) elif 是從 C 語(yǔ)言中偷過(guò)來(lái)的：

elif 是“else if”的簡(jiǎn)寫，用于條件判斷。當(dāng)只有兩個(gè)分支時(shí)，我們會(huì)寫成“if...else...”，當(dāng)出現(xiàn)更多分支時(shí)，我們會(huì)寫成如下格式：

if 判斷條件1：
    做事情1
elif 判斷條件2：
    做事情2
else：
    做其它事

簡(jiǎn)寫而成的 elif 不僅是減少了幾個(gè)字符，而且由于單一而清晰的用途，它還不會(huì)給我們帶來(lái)理解或使用上的困惑。

但是，簡(jiǎn)寫法并不是主流，完整寫法才是主流，C 語(yǔ)言中就是采用完整的寫法：

if(判斷條件1)
{
   做事情1
}
else if(判斷條件2)
{
   做事情2
}
else 
{
   做其它事
}

沒(méi)錯(cuò)，C 語(yǔ)言使用的是全拼寫法，但是在它的預(yù)處理/預(yù)編譯語(yǔ)句中，還有一個(gè) elif 指令，Guido 所說(shuō)的“偷”，就是從這來(lái)的：

#if 常量表達(dá)式1
// 編譯1
#elif 常量表達(dá)式2
// 編譯2
#else
// 編譯3
#endif

Python 沒(méi)有預(yù)編譯，所以所謂的偷，跟預(yù)編譯沒(méi)有關(guān)系，只是在對(duì)比兩種寫法后，借用了更簡(jiǎn)潔的寫法而已。

為什么 C 語(yǔ)言不把兩種寫法統(tǒng)一起來(lái)呢？這我不得而知了，而 Guido 在兩種寫法中，選擇了后一種非主流卻更好用的寫法。我想對(duì)他說(shuō)，你“偷”得好??！

實(shí)際上，留言區(qū)里的人也有同感，紛紛表示：不介意、很 okay、非常喜歡，還有人說(shuō)“不是偷，而是收獲（harvested）”、“不是偷，而是把它提升了一些高度”……

前不久，我寫了一篇《聊聊 print 的前世今生》，print 這個(gè)詞就是從 C 語(yǔ)言中借用來(lái)的。除此之外，如果有人仔細(xì)比較這兩種語(yǔ)言的關(guān)鍵字和習(xí)慣命名，肯定會(huì)發(fā)現(xiàn)不少相同的內(nèi)容。

編程語(yǔ)言間有一些共享的元素，這很常見(jiàn)，創(chuàng)造一門語(yǔ)言并不意味著要原創(chuàng)每一個(gè)詞句，畢竟大部分思想是共通的，作為基礎(chǔ)設(shè)施的詞語(yǔ)更是如此。

那么，我突然好奇了：創(chuàng)造一門編程語(yǔ)言時(shí)，什么時(shí)候該借用，什么時(shí)候該創(chuàng)造呢？

這個(gè)問(wèn)題看起來(lái)可能沒(méi)啥意義，因?yàn)榻K其一生，我們多數(shù)人也不大可能會(huì)參與創(chuàng)造一門編程語(yǔ)言。

但我覺(jué)得它還是極有意義的，首先，提問(wèn)精神值得肯定，其次，它還提供了一種溯源、甄別、遴選、創(chuàng)造的體系性視角，我認(rèn)為這是求知的正確思維方式。

帶著這個(gè)疑惑，我特別想要考察的是 Python 的 for 循環(huán)。

如果你有其它語(yǔ)言基礎(chǔ)，就知道 “for 循環(huán)”通常指的是這樣的三段式結(jié)構(gòu)：

for ( init; condition; increment ){
   statement(s);
}

// java
for(int x = 10; x < 20; x = x+1) {
    System.out.print("value of x : " + x );
    System.out.print("
");
}

這種 C 風(fēng)格的寫法是很初級(jí)的東西，不少語(yǔ)言都借用了。但是，它的寫法實(shí)在繁瑣，為了更方便地遍歷集合中的元素，人們?cè)?for 循環(huán)之外又引入了升級(jí)版的 foreach 循環(huán)：

// java
int[] a = {1,2,3};
for(int i : a){
    System.out.print(i + ",");
}

// C#
int[] a = {1,2,3};
foreach(int i in a){
    System.Console.WriteLine(i);
}

Python 中也有 for 循環(huán)，但是，它借用有度，在設(shè)計(jì)上早早就有自己獨(dú)到的考慮，它直接摒棄了三段式的 for 循環(huán)，而是采用類似 foreach 的一種寫法：

for iterating_var in sequence:
   statements(s)

# 例子
for i in range(3):
    print(i)

for i in "hello":
    print(i)

從表面上看，Python 的 for 循環(huán)跟其它語(yǔ)言的 foreach 很相似，但實(shí)際上，它的工作原理卻很不相同。

為什么會(huì)有不同呢？主要是因?yàn)?Python 的 for 語(yǔ)句用于可迭代對(duì)象上，而不僅僅是用于集合或者普通的容器（雖然它們也是可迭代對(duì)象），而可迭代對(duì)象還可再細(xì)分出迭代器與生成器，這會(huì)造成最終結(jié)果的極大差異。

先看看兩個(gè)例子：

# 例1，普通可迭代對(duì)象
x = [1, 2, 3]
for i in x:
    print(i)
for i in x:
    print(i)

# 例2，迭代器或生成器
y = iter([1, 2, 3])
# y = (i for i in [1,2,3])
for i in y:
    print(i)
for i in y:
    print(i)

例 1 中，“1 2 3”會(huì)被打印兩次，而在例 2 中，則只會(huì)打印一次。

普通可迭代對(duì)象只有 __iter__() 魔術(shù)方法，而不像迭代器一樣擁有 __next__() 魔術(shù)方法，這意味著它無(wú)法實(shí)現(xiàn) 自遍歷 過(guò)程，同時(shí)在經(jīng)過(guò) for 循環(huán)的 它遍歷 后，也不會(huì)破壞原有的結(jié)構(gòu)。（這兩個(gè)是我創(chuàng)造的概念，詳見(jiàn)《Python進(jìn)階：迭代器與迭代器切片》）。

但是，迭代器是一種匱乏的設(shè)計(jì)，具有單向損耗的特性，遍歷一次后就會(huì)被破壞掉，不能重復(fù)利用。（關(guān)于迭代器的設(shè)計(jì)問(wèn)題，這篇文章值得一看《當(dāng)談?wù)摰鲿r(shí)，我談些什么？》）。

這表明了，Python 中 for 循環(huán)的使用場(chǎng)景很廣闊，而且它還可能帶來(lái)非純結(jié)果，即重復(fù)執(zhí)行同樣的代碼塊，會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果。

這是不是跟別的語(yǔ)言很不同了呢？相同的關(guān)鍵字，相似的循環(huán)思想與寫法，但是，帶來(lái)的影響卻有差別。

關(guān)于 Python 的 for 循環(huán)，還有一個(gè)很獨(dú)特的設(shè)計(jì)，即 for-else 結(jié)構(gòu)：

x = [1, 2, 3]
for i in x:
    print(i, end = " ")
else:
    print("ok")

# 輸出：1 2 3 ok

本文開頭提到了 if-else 結(jié)構(gòu)，只有在不滿足 if 條件時(shí)，才會(huì)執(zhí)行到 else 部分，也就是說(shuō)，如果 if 語(yǔ)句為真，那執(zhí)行完它的語(yǔ)句塊后，就會(huì)跳過(guò) else 部分。

這是一種非此即彼的并行關(guān)系 ，直白地說(shuō)是“如果...就...；否則就...” 。

但是，對(duì)于 for-else 結(jié)構(gòu)，for 語(yǔ)句并不是在做真值判斷，它的程序體必然會(huì)執(zhí)行（除非可迭代對(duì)象為空），執(zhí)行后還會(huì)繼續(xù)執(zhí)行 else 部分。

所以，它是一種先此后彼的串行關(guān)系 ，翻譯出來(lái)則是“對(duì)于...就...；然后...”。

這種結(jié)構(gòu)肯定不是從 C 語(yǔ)言中借用來(lái)的，至于是否為 Python 所獨(dú)創(chuàng)，我不確定（大概率是，姑且認(rèn)為是吧），如果有知情的同學(xué)，煩請(qǐng)告知。

那么，為什么 Python 要加上這種設(shè)計(jì)呢，它有什么實(shí)際的用途么？

x = [1,2,3]
for i in x:
    if i % 2 == 0:
        print(i)   # match
        break
else:
    print("mismatch")

上例的 for 部分增加了一個(gè)判斷以及 break，這個(gè) break 不僅會(huì)跳出 for 循環(huán)本身，還會(huì)跳過(guò) else 部分。

上例的作用是查找偶數(shù)，如果找到則打印出來(lái)，如果 for 循環(huán)遍歷完都找不到，則進(jìn)入到 else 分支，打印“mismatch”的結(jié)果。

所以，其實(shí) else 是 for 循環(huán)有沒(méi)有正常遍歷結(jié)束的標(biāo)記，如果在循環(huán)后沒(méi)有達(dá)到某種目標(biāo)而跳出（break、return 或者 raise），就可以在 else 中做必要的補(bǔ)充（記錄日志、拋出異常等等）。

這種設(shè)計(jì)并不算一個(gè)好的設(shè)計(jì)，因?yàn)?else 會(huì)帶來(lái)誤解（if-else 那種非此即彼的關(guān)系），而且它的最大用途需要結(jié)合 break 等跳出循環(huán)的操作，但是這層信息卻非顯而易見(jiàn)的。

在核心開發(fā)者的郵件列表里，就有不少爭(zhēng)論點(diǎn)，2009 年的這封郵件梳理了大家的討論（https://mail.python.org/pipermail/python-ideas/2009-October/006155.html）。

其中，有開發(fā)者提議：

移除這個(gè)寫法

如果用了卻沒(méi)寫 break，就生成告警提示

替換 else 關(guān)鍵字（如 then、finally、else no break）

增加其它的功能

這封郵件一一列舉了這些觀點(diǎn)的提出原因及改進(jìn)想法，然后又一一地反駁了它們，最后的結(jié)論是保持 for-else 寫法不變，也就是大家現(xiàn)在看到的實(shí)現(xiàn)方式。它的完整語(yǔ)義是：

execute the for-loop (or while-loop)
if you reach a `break`, jump to the end of the `for...else` block
else execute the `else` suite

也就是說(shuō)，else 對(duì)標(biāo)的是“是否執(zhí)行 break”，如果沒(méi)有 break，則進(jìn)入else。

但是，我并不認(rèn)可這種做法，因?yàn)?break 是隱含條件，在直觀上我們只看到了 for-else，很容易產(chǎn)生 if-else 那樣的聯(lián)想。因此，我反而贊同把 else 改為 then，以消除誤會(huì)。

這封郵件的反駁意見(jiàn)是，改成 then 會(huì)引入新的關(guān)鍵字，因此不好。

我認(rèn)為這個(gè)說(shuō)法有些牽強(qiáng)（從使用者的角度），還記得本文開頭的內(nèi)容么，elif 就是新引入的關(guān)鍵字啊，看看它現(xiàn)在是多受歡迎。

elif 屬于那種初看不知何意，但知道后肯定會(huì)記住的詞，而且也不大可能拼寫錯(cuò)誤。為了這點(diǎn)簡(jiǎn)潔易拼寫的好處，它就被引入成新的關(guān)鍵字了。

for-else 中的 else 屬于那種初看以為知道含義的詞，但實(shí)際卻表達(dá)著不同意思（準(zhǔn)確地說(shuō)是，由于不知道隱含條件，而造成的誤解），為了清晰語(yǔ)義的好處，我認(rèn)為可以引入新的關(guān)鍵詞 then 來(lái)替代 else。

不過(guò)，我轉(zhuǎn)念一想，現(xiàn)在討論這個(gè)已經(jīng)沒(méi)有意義了，畢竟時(shí)間已經(jīng)過(guò)去了，那都是 10 年前的討論了。

如果在 Python 創(chuàng)造之初，或者在 Python 3 大版本改動(dòng)之初，這個(gè)討論就被提出，那很可能 for-else 會(huì)被設(shè)計(jì)成 for-then ，then 會(huì)像引入 elif 關(guān)鍵詞一樣被引入。

如果是那樣，說(shuō)不定 Guido 某天心血來(lái)潮說(shuō)起這則歷史小故事，留言區(qū)又會(huì)出現(xiàn)一大片的贊同之聲呢。

聊到這里，意猶未盡，但主題似乎有點(diǎn)跑偏，我們來(lái)稍微總結(jié)幾個(gè)要點(diǎn)吧：

Python 從 C 中借用了 elif，受到贊許

Python 沒(méi)有借用 C 傳統(tǒng)的三段式 for 循環(huán)

Python 采用類似 foreach 的表達(dá)，但應(yīng)用范圍更廣

Python 的 for 循環(huán)由于迭代器的設(shè)計(jì)原因，會(huì)造成一些陷阱

Python 創(chuàng)造了 for-else 結(jié)構(gòu)，它的隱含語(yǔ)義是 for-(if break)-else，曾有討論是否要?jiǎng)?chuàng)造新的關(guān)鍵詞替換 for-else，但是被否決了

本文談到的內(nèi)容很微小，好像沒(méi)有什么實(shí)際的幫助，不知道 elif 來(lái)源、不知道 for 循環(huán)的細(xì)節(jié)、不知道 for-else 的用途與爭(zhēng)論，這些統(tǒng)統(tǒng)都不會(huì)造成語(yǔ)言使用上的障礙。

但我還是那個(gè)觀點(diǎn)：

閱讀 Python 的歷史，從中你可以看到設(shè)計(jì)者們對(duì)功能細(xì)節(jié)的打磨過(guò)程，最終你就明白了，Python 是如何一步一步地發(fā)展成今天的樣子。

這在我看來(lái)挺有趣的，更加增進(jìn)了我對(duì)于 Python 的了解，以后在編程到某些用法的時(shí)候，腦海里滿滿都是故事，它頓時(shí)也會(huì)變得立體生動(dòng)起來(lái)。

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