ในบทที่ ๗ ได้แนะนำวิธีการทำซ้ำด้วย while ไปแล้ว ในบทนี้จะพูดถึงอีกวิธีหนึ่ง ก็คือใช้ for



โครงสร้าง for

ในขณะที่ while จะทำซ้ำตามเงื่อนไขที่กำหนดไว้ตอนต้น for นั้นมีกลไกในการทำซ้ำที่ต่างกันออกไป

for เป็นคำสั่งสำหรับให้ทำซ้ำตามจำนวนของข้อมูลซึ่งใช้เป็นฐานในการวนซ้ำ

นั่นคือการจะใช้ for ได้ต้องใช้คู่กับข้อมูลจำพวกลำดับของข้อมูล เช่น ลิสต์, ทูเพิล, เรนจ์, ฯลฯ

โครงสร้างเป็นดังนี้

for ตัวแปรที่รับค่า in รายการข้อมูลที่เป็นฐาน:
    คำสั่งที่ต้องการให้ทำซ้ำ

ตัวอย่าง

for i in [5,6,4]:
    print(i)

ผลที่ได้คือ

5
6
4

จะเห็นว่าในตัวอย่างนี้ข้อมูลที่ใช้เป็นฐานนั้นคือลิสต์ที่มีสมาชิก ๓ ตัว ดังนั้นจึงมีการทำซ้ำ ๓ ครั้ง โดยที่ในแต่ละครั้ง i จะรับค่าของสมาชิกทีละตัวซึ่งต่างกันไปในแต่ละรอบ จึงแสดงผลค่าที่ต่างไปตามลำดับ

โดยทั่วไปที่เจอบ่อยที่สุด for มักใช้คู่กับ range

for i in range(1,11):
    print(i,end=' ')

ได้ผลเป็น

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

บางครั้งก็อาจใช้คู่กับสายอักขระได้อีกด้วย โดยจะวนทำซ้ำโดยใช้ตัวอักษรในสายอักขระนั้นทีละตัวตามลำดับ

for i in 'αβγδεζ':
    print(i,end='|')

ได้

α|β|γ|δ|ε|ζ|

ความหมายของ in

in นอกจากจะใช้คู่กับ for แล้วโดยปกติยังใช้เพื่อหาว่าข้อมูลตัวหนึ่งเป็นสมาชิกในลำดับข้อมูลหรือไม่ เช่น

1 in [1,2,3] # ได้ True
10 in range(2,9) # ได้ False

ต้องระวังว่า in มี ๒ ความหมายซึ่งแตกต่างกันระหว่างใช้กับ for และใชักับ if

• if a in x หมายถึงตรวจเงื่อนไขว่า a อยู่ใน x หรือเปล่า ถ้ามีก็ทำ ถ้าไม่มีก็ไม่ทำ
• for a in x หมายถึงทำซ้ำสำหรับ a ที่มีค่าเป็นแต่ละตัวใน x

for ซ้อน for

for ก็เช่นเดียวกับ while หรือ if สามารถซ้อนกันหลายๆชั้นได้

ตัวอย่าง

for i in range(1,7):
    for j in range(i-1):
        print(i-j,end=' ')
    print(1)

ผลลัพธ์

1
2 1
3 2 1
4 3 2 1
5 4 3 2 1
6 5 4 3 2 1

ลองดูตัวอย่างการประยุกต์ใช้อีกอันที่ซับซ้อนขึ้นหน่อย ลองสร้างสามเปลี่ยมปัสกาล

pascal = [[1]]
for i in range(1,8):
    p = [1]
    for j in range(1,i):
        p += [pascal[i-1][j]+pascal[i-1][j-1]]
    p += [1]
    pascal += [p]
print(pascal) 

ผลที่ได้

[[1],
 [1, 1],
 [1, 2, 1],
 [1, 3, 3, 1],
 [1, 4, 6, 4, 1],
 [1, 5, 10, 10, 5, 1],
 [1, 6, 15, 20, 15, 6, 1],
 [1, 7, 21, 35, 35, 21, 7, 1]] 

 
 
 
การสร้างลิสต์จาก for

for นอกจากจะใช้เพื่อสร้างวงจรทำซ้ำแล้ว ยังสามารถใช้เพื่อสร้างลิสต์ได้ด้วย

h = [9-x for x in range(9)]
print(h)

ลิสต์ h ในที่นี้หากให้เปรียบเทียบเป็นเซ็ตทางคณิตศาสตร์ก็อาจถูกเขียนเป็น $h = \{9-x|x = 0,1,2,...,8\}$ หรือ $h = \{x|x = 9,8,7,...,1\}$

ซึ่งเราสามารถทำลิสต์ในลักษณะนี้ได้ง่ายๆด้วยการใช้ for อย่างที่เห็น

หากไม่ใช้ for ในลักษณะนี้ จะใช้ for เพื่อวนซ้ำเพิ่มสมาชิกก็ได้

h = []
for x in range(9):
    h.append(9-x)
print(h) 

จะเห็นว่าทำแบบนี้ยาวกว่า ดังนั้นการใช้ for ภายในลิสต์จึงเหมือนเป็นการเขียนย่อให้สั้นลง และนอกจากนี้แล้วยังสร้างได้เร็วขึ้นด้วย



การใช้ if ร่วมกับ for ในการสร้างลิสต์

การสร้างลิสต์ด้วย for อาจใช้ร่วมกับ if เพื่อคัดกรองเฉพาะบางส่วนที่ต้องการ เช่น

k = [x for x in range(8,33,2) if(x%10!=0)]
print(k) # ได้ [8, 12, 14, 16, 18, 22, 24, 26, 28, 32]

จะเห็นว่า if ทำการคัดกรององค์ประกอบที่หาร 10 ลงตัวออกไป

อาจใช้เพื่อคัดกรององค์ประกอบที่มีอยู่ใน ๒ ลิสต์พร้อมกัน เช่น

x = [i**2 for i in range(1,21)]
y = [i for i in range(1,401,3)]
z = [i for i in x if(i in y)]
print(z) # ได้ [1, 4, 16, 25, 49, 64, 100, 121, 169, 196, 256, 289, 361, 400]

ตัวอย่างนี้ทำการสร้างลิสต์ x และ y มาก่อน โดยลิสต์ x มีค่าเลขจำนวนเต็มยกกำลังสองตั้งแต่ 1 ไปถึง 20 ส่วน y มีจำนวนที่หาร 3 แล้วได้เศษ 1 ตั้งแต่ 1 จนถึง 400

จะได้ว่า z ได้สมาชิกเป็นจำนวนที่มีอยู่ในทั้งลิสต์ x และ y คือเป็นเลขยกกำลังสองที่หาร 3 แล้วได้เศษ 1

ลักษณะการเขียนอาจดูแล้วเข้าใจยากสักหน่อย แต่เมื่อใช้คล่องแล้วจะทำให้การสร้างลิสต์ยืดหยุ่นเรียบง่ายขึ้นเป็นอย่างมาก

for อาจใช้เพื่อสร้างสิ่งที่คล้ายๆกับคู่อันดับหรือฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ได้ เช่น

z = [[i,i**2] for i in range(5)]
print(z) # ได้ [[0, 0], [1, 1], [2, 4], [3, 9], [4, 16]]

for ซ้อน for ในการสร้างลิสต์

ในการสร้างลิสต์อาจใช้ for มากกว่าหนึ่งด้วย ซึ่งในกรณีนั้นจะเกิดผลลัพธ์เป็นสมาชิกในลิสต์จำนวนมากมายเท่ากับจำนวนของ สมาชิกในลิสต์ที่นำมาใช้เป็นฐานคูณกัน เช่น

ลองใช้ for สร้างลิสต์ของคู่อันดับที่จับเอาสมาชิกจาก ๒ ลิสต์มาไขว้กันให้หมด

x = range(5)
y = [4-i for i in range(5)]
z = [(i,j) for i in x for j in y] # ได้ [(0, 4), (0, 3), (0, 2), (0, 1), (0, 0), (1, 4), (1, 3), (1, 2), (1, 1), (1, 0), (2, 4), (2, 3), (2, 2), (2, 1), (2, 0), (3, 4), (3, 3), (3, 2), (3, 1), (3, 0), (4, 4), (4, 3), (4, 2), (4, 1), (4, 0)] 

หรืออาจสร้างจำนวนที่เป็นผลคูณของสองตัว

z = [i*j for i in x for j in y]
print(z) # ได้ [0, 0, 0, 0, 0, 4, 3, 2, 1, 0, 8, 6, 4, 2, 0, 12, 9, 6, 3, 0, 16, 12, 8, 4, 0]

ผลลัพธ์จะเห็นว่าเป็นการแจกแจงผลคูณของสมาชิกในลิสต์ x และ y ทั้งหมด ทำให้ได้สมาชิกออกมา 25 ตัว

จะเห็นว่าการไล่ซ้ำจะเริ่มจาก for ที่อยู่ทางขวา แล้วค่อยตามด้วย for ตัวซ้าย

หากลองตัดส่วนที่เกี่ยวข้องกับตัวแปรที่ไล่ค่าในลิสต์ตัวขวาออก จะได้ค่าเท่ากันซ้ำๆ

z = [i for i in x for j in y]
print(z) # ได้ [0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4] 

กรณีนี้แม้ลิสต์ y จะไม่ได้ส่งผลต่อค่าของสมาชิกในลิสต์ แต่จำนวนสมาชิกของ y ก็มีผลต่อจำนวนที่จะได้ซ้ำ

ดังนั้นวิธีนี้อาจใช้เพื่อทวีคูณจำนวนสมาชิกในลิสต์

f = ['ก','ข','ค','ง']
g = [i for i in f for j in [0,0,0]]
print(g) # ได้ ['ก', 'ก', 'ก', 'ข', 'ข', 'ข', 'ค', 'ค', 'ค', 'ง', 'ง', 'ง']

ตัวแปรระหว่างนอกและใน for

ขณะที่สร้างลิสต์ขึ้นด้วย for นั้น ต้องมีตัวแปรหนึ่งมาทำหน้าที่เป็นตัวช่วยไล่เพื่อป้อนค่าให้กับลิสต์ ตัวแปรนั้นจะใช้ชื่อว่าอะไรก็ได้ แม้ว่าจะซ้ำกับชื่อที่มีอยู่แล้วก็ไม่มีผลอะไร

i = 100
x = [i for i in range(10)]
print(i) # ได้ 100 เท่าเดิม 

จากตัวอย่างนี้จะเห็นว่า i ที่ถูกใช้วิ่งในลิสต์ไม่ได้เกี่ยวข้องอะไรกับ i ที่ถูกประกาศก่อนหน้า ดังนันพอหาค่า i หลังจากสร้างลิสต์จบ ค่าของ i ก็ยังคงได้ 100 เท่าเดิม

***สำหรับไพธอน 2 ค่า i จะเปลี่ยนไปด้วย
>>> รายละเอียด

อย่างไรก็ตาม กรณีที่ใช้ for เพื่อสร้างวงจรทำซ้ำ ตัวแปรที่ถูกใช้จะเปลี่ยนค่าไปด้วย ต่างกับกรณีใช้ for สร้างลิสต์

i = 100
x = []
for i in range(10):
    x.append(i)
print(i) # ได้ 9

จะเห็นว่ากรณีนี้ i กลายเป็น 9 ซึ่งเป็นค่าสุดท้ายของเรนจ์ที่ถูกไล่ในวงจร for แทนที่จะเป็นค่าเดิมคือ 100



สรุปเนื้อหา

for สามารถใช้เพื่อทำการวนซ้ำได้ โดยมีกลไกและข้อดีและข้อเสียต่างไปจาก while หากแยกแยะใช้ ๒ วิธีนี้สลับกันไปตามสถานการณ์น่าจะช่วยให้การทำงานมีประสิทธิภาพเป็นอย่างมาก
นอกจากนี้ for ยังสามารถใช้สร้างลิสต์ได้ด้วย ซึ่งเป็นวิธีการที่สะดวก ช่วยให้การสร้างลิสต์เขียนสั้นลงดูง่ายขึ้นมาก



อ้างอิง