scores = {
"王大明": 95,
"陳小美": 71,
"林小華": 82
}Python 教學系列: 迴圈中的 zip 與 enumerate
Python
程式語言
讓迴圈更簡潔、可讀性更高的內建函數。
迴圈在 Python 中具有舉足輕重的地位，大多數的專案多會使用迴圈來處理大量重複性高的任務。然而，雖然迴圈的語法已經十分直觀，但當需要同時處理多組相關聯的資料，或是在迴圈迭代過程中追蹤當前的索引值時，許多初學者往往會仰賴傳統的 range(len())。雖然這樣寫沒有問題，但是當程式碼一多，閱讀性就會降低。
假設有以下的資料：
姓名 成績
王大明 95
陳小美 71
林小華 82我們可以用字典形式來儲存上述的成績資料：
或是拆分為兩個列表：
names = ["王大明", "陳小美", "林小華"]
grades = [95, 71, 82]傳統且直覺的作法是透過 len() 取得列表的長度，再用 range() 產生對應的索引值：
for i in range(len(names)):
print(f"姓名：{names[i]} 成績：{grades[i]}")姓名：王大明 成績：95
姓名：陳小美 成績：71
姓名：林小華 成績：82這樣寫起來除了閱讀性降低外，也很容易寫錯。此外，上述程式碼還存在潛在的風險：若 names 與 grades 資料筆數不一致（例如漏填成績），在執行時就會無情拋出 IndexError。
如果選擇使用字典儲存資料，硬要套用 range(len()) 的思維，程式碼會變得更加笨拙：
keys = list(scores.keys())
for i in range(len(keys)):
name = keys[i]
print(f"姓名：{name}，成績：{scores[name]}")姓名：王大明，成績：95
姓名：陳小美，成績：71
姓名：林小華，成績：82即使是稍微有經驗一點的寫法，直接走訪字典的鍵，仍舊需要不斷透過 scores[name] 來把值抓出來：
for item in scores:
print(f"姓名：{item} 成績：{scores[item]}")姓名：王大明 成績：95
姓名：陳小美 成績：71
姓名：林小華 成績：82雖然上面的寫法已經好很多了，但如果我們想要同時獲得編號、姓名與成績，程式碼又會變得複雜起來。
事實上，Python 內建了兩個非常實用且優雅的函數：zip() 與 enumerate()，只要善用它們，就能讓迴圈瞬間 Pythonic 了起來，不僅簡潔，更大幅提昇程式碼可讀性。
enumerate()：自動追蹤索引
翻看 Python 官方文件對於 enumerate() 的定義：
enumerate(iterable, start=0)可以看到 enumerate() 接受一個可迭代物件，並透過 start 參數指定計數器的起始值（預設為 0）。每次迭代時，它會將當前的索引與對應的元素打包成一個 (index, value) 元組回傳。
在迴圈中使用
聽起來很拗口對吧，直接寫程式碼一步步來剖析。首先先將 names 用 enumerate() 包起來，結果會是一個 enumerate 物件：
enumerate(names)<enumerate at 0x7f86a4ccf600>為了更好地看到這個物件的內容，將其轉換為列表：
list(enumerate(names))[(0, '王大明'), (1, '陳小美'), (2, '林小華')]這個列表裡面儲存了一個包含每個元素的索引值與元素的值的元組。因為 enumerate 物件本身也是可迭代的，因此可以直接放進 for 迴圈中使用，並透過解包 (unpacking)將索引與元素分別指派給兩個變數：
for i, name in enumerate(names):
print(f"第 {i} 位：{name}")第 0 位：王大明
第 1 位：陳小美
第 2 位：林小華比起 range(len(names))，這種寫法清楚表達了「要索引與值」的意圖，不再需要再透過索引去取值，可讀性大幅提升！
調整起始編號
預設情況下，enumerate() 的計數器從 0 開始。若希望從 1 開始編號（更符合日常習慣），只需透過 start 參數指定：
for i, name in enumerate(names, start=1):
print(f"第 {i} 位：{name}")第 1 位：王大明
第 2 位：陳小美
第 3 位：林小華等價寫法
如果你曾好奇 enumerate() 內部到底在做什麼，Python 官方文件其實直接給出了它的等價實作——用純 Python 就能重現同樣的行為：
def enumerate(iterable, start=0):
n = start # 計數器，預設從 0 開始
for elem in iterable:
yield n, elem # 每次產生 (索引, 元素) 的配對
n += 1 # 計數器遞增核心就是一個 yield：每走一步，就把當前的計數器與元素「吐」出去，然後計數器加一，繼續下一輪。這也解釋了為什麼 enumerate() 回傳的是一個惰性的迭代器，而非一次性把所有結果算好放進列表，言下之意，enumerate 物件只會在需要的時候才會產生下一個元素，大幅提高記憶體使用效率。
zip()：平行走訪多個序列
enumerate() 讓你在走訪單一序列時同時拿到索引；zip() 則更進一步，讓你能同時走訪多個序列，每輪迭代各取一個元素配成一組。查看 Python 官方文件對於 zip() 的定義：
zip(*iterables, strict=False)*iterables 代表可傳入任意數量的可迭代物件，strict 則是用來控制長度不一致時的行為。
在迴圈中使用
與研究 enumerate() 的行為相似，先把 names 與 grades 一起丟進 zip()，會得到一個 zip 物件：
zip(names, grades)<zip at 0x7f86836d2dc0>轉成列表，就能清楚看到它的結構——一排 (姓名, 成績) 的配對：
list(zip(names, grades))[('王大明', 95), ('陳小美', 71), ('林小華', 82)]直接在 for 迴圈中解包，每次迭代便同時拿到姓名與成績，完全不需要手動操作索引：
for name, grade in zip(names, grades):
print(f"姓名：{name} 成績：{grade}")姓名：王大明 成績：95
姓名：陳小美 成績：71
姓名：林小華 成績：82回頭看看文章開頭的 range(len()) 寫法，兩者的差距一目了然——zip() 的版本幾乎就像在讀中文，意圖清晰1。
長度不一致時
zip() 預設的策略是「以最短的序列為準」，只要其中一個序列先跑完，迭代就停止，剩下的元素直接捨棄：
names_extra = ["王大明", "陳小美", "林小華", "張大偉"] # 多一筆
for name, grade in zip(names_extra, grades):
print(f"姓名：{name} 成績：{grade}")姓名：王大明 成績：95
姓名：陳小美 成績：71
姓名：林小華 成績：82張大偉就這樣悄悄消失了。這種靜默的截斷在多數情況下很方便，但也可能成為 bug 的溫床——特別是兩份資料理應等長的時候。Python 3.10 新增了 strict=True 參數，一旦長度不符就直接拋出 ValueError，讓 bug 一開始便可追蹤：
for name, grade in zip(names_extra, grades, strict=True):
print(f"姓名：{name} 成績：{grade}")
# ValueError: zip() argument 2 is shorter than argument 1等價寫法
zip() 的等價實作比 enumerate() 稍微複雜一點，但拆開來看其實不難：
def zip(*iterables):
iterators = [iter(it) for it in iterables] # 每個序列都轉成迭代器
while True:
result = []
for it in iterators:
try:
result.append(next(it)) # 從每個迭代器各抓一個元素
except StopIteration:
return # 任一迭代器耗盡，整個函數結束
yield tuple(result) # 將這一輪的結果打包成元組吐出去每一輪都對所有迭代器呼叫一次 next()，只要有任何一個先喊停（進入到 StopIteration），整個函數就會直接 return——「最短序列為準」的行為就是 try/except 所共同決定的。
進階應用
掌握了 enumerate() 與 zip() 的基本用法後，來看幾個更實用的組合技。
zip 與 enumerate 混用
有時候同時需要索引和多個序列的元素。這時可以把 zip() 的結果直接傳給 enumerate()，解包時多加一層括號即可：
for i, (name, grade) in enumerate(zip(names, grades), start=1):
print(f"第 {i} 位：{name}，成績：{grade}")第 1 位：王大明，成績：95
第 2 位：陳小美，成績：71
第 3 位：林小華，成績：82
提示解包的括號不能省
注意到在 for i, (name, grade) in ... 中，(name, grade) 的括號不是裝飾，而是告訴 Python 這個位置是一個需要再拆開的元組。若寫成 for i, name, grade in ...，Python 則會嘗試將每個元素解包成三個變數，但 enumerate() 回傳的是 (i, (name, grade))，僅有兩層，會直接拋出 ValueError。
解壓縮：用 zip(*...) 反轉
zip() 可以將多個序列「壓縮」成配對，反過來也能拿來「解壓縮」，搭配 * 解包運算子，就能把一個配對列表拆回兩條獨立的序列：
pairs = [("王大明", 95), ("陳小美", 71), ("林小華", 82)]
names_unzipped, grades_unzipped = zip(*pairs)
print(names_unzipped)
print(grades_unzipped)('王大明', '陳小美', '林小華')
(95, 71, 82)
註釋回傳的是元組，不是列表
zip(*pairs) 解壓縮後，得到的 names_unzipped 與 grades_unzipped 是元組，不是列表。若需要列表，再包一層 list() 即可。
一行建立字典
zip() 搭配 dict() 是非常常見的慣用寫法，可以直接從兩個序列建立鍵值對應：
scores_dict = dict(zip(names, grades))
print(scores_dict){'王大明': 95, '陳小美': 71, '林小華': 82}這比手動迭代建字典簡潔許多，也是閱讀他人 Python 程式碼時很常遇到的模式。
練習
問題 1
zip(["a", "b", "c"], [1, 2]) 的結果會是什麼？
答案：C
zip() 預設以最短序列為準，"c" 沒有對應的元素，直接被捨棄。若要讓長度不一致時報錯，需傳入 strict=True（Python 3.10+）。
問題 2
以下哪段程式碼能正確地同時印出索引（從 1 開始）、姓名與成績？
答案：B
enumerate(zip(names, grades), start=1) 每次產生 (i, (name, grade))，因此需要 for i, (name, grade) 才能正確解包。選項 A 少了括號，Python 無法把兩層元組解成三個變數；C 和 D 的結構也不正確。
問題 3
dict(zip(keys, values)) 的作用相當於下列哪段程式碼？
答案：C
三種寫法的結果完全相同，差別在於風格。dict(zip(...)) 最簡潔；字典推導式最具彈性（可加條件過濾）；range(len()) 則是最傳統但最不 Pythonic 的寫法。
問題 4
給定以下配對列表，請用 zip(*...) 將其解壓縮為兩個獨立的列表，分別存入 cities 與 populations：
data = [("台北", 2600000), ("台中", 2800000), ("高雄", 2700000)]data = [("台北", 2600000), ("台中", 2800000), ("高雄", 2700000)]
cities, populations = zip(*data)
print(list(cities))
print(list(populations))['台北', '台中', '高雄']
[2600000, 2800000, 2700000]zip(*data) 將 data 展開為 zip(("台北", 2600000), ("台中", 2800000), ("高雄", 2700000))，再由 zip() 將各元組的第一個元素、第二個元素分別聚合，達到解壓縮的效果。
本章小結
這篇文章從 range(len()) 的痛點出發，介紹了兩個讓迴圈更 Pythonic 的內建函式：
enumerate()
- 走訪單一序列時自動附帶索引，回傳
(index, value)元組 - 透過
start參數調整起始編號 - 本質是惰性迭代器，逐步產生元素，不預先計算
zip()
- 同時走訪多個序列，每輪各取一個元素配成元組
- 預設以最短序列為準，
strict=True（Python 3.10+）可讓長度不一致時直接報錯 - 搭配
*解包可反向操作，將配對列表拆回多個序列 - 搭配
dict()可一行建立字典
組合使用
兩者可以搭配使用：enumerate(zip(...)) 讓你在同時走訪多個序列的同時也追蹤索引。解包時記得多加一層括號 for i, (a, b) in ...，避免 ValueError。
提示什麼時候該用哪個？
| 情境 | 推薦寫法 |
|---|---|
| 只需要索引 | enumerate() |
| 同時走訪多個序列 | zip() |
| 兩者都需要 | enumerate(zip(...)) |
| 配對列表拆回多個序列 | zip(*pairs) |