【Python基础】循环语句

文章目录

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  • • 什么是循环
    • `Python`中的循环方式
    • `while`循环
    • • 格式
      • 示例
      • 应用
    • `while`循环嵌套
    • • 示例$1$
      • 示例$2$
    • `for`循环
    • • 格式
      • 示例
      • 内置函数`range`的用法
      • • `range(x)`
        • `range(x, y)`
        • `range(x, y, z)`
      • 应用
    • `break`与`continue`
    • • `break`
      • • `while`循环中的`break`
        • • 未使用`break`
          • 使用`break`
        • `for`循环中的`break`
      • `continue`
      • • `while`循环中的`continue`
        • `for`循环中的`continue`
      • `break`与`continue`在循环嵌套中的使用
      • • 未使用`break`
        • 使用`break`
        • 使用`continue`
        • 总结
    • 循环中的`else`语句
    • • `while`循环中的`else`
      • • 当循环没有因为`break`而终止时
        • 当循环因为`break`终止时
      • `for`循环中的`else`
      • • 当循环没有因为`break`而终止时
        • 当循环因为`break`终止时

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系列专栏：Python基础

学习指南：Python学习指南

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什么是循环

• 程序中需要重复执行的代码，可以通过循环实现
• 比如和女朋友道歉，说一万遍“宝宝，我错了”，在没有学习循环之前，我们只能通过如下方式实现

print('宝宝, 我错了')
print('宝宝, 我错了')
print('宝宝, 我错了')
# 此处省略 9997 行 print('宝宝, 我错了')

• 在学习循环之后，就能使用几行代码实现

i = 0
while i < 10000:
    print('宝宝, 我错了')

    i += 1

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Python中的循环方式

• 在Python中只有两种循环方式
  • while循环
  • for循环

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while循环

格式

while 条件:
    条件为真时, 需要运行的代码

示例

i = 0
while i < 5:
    print('-' * 15)

    print(f'这是第 {i + 1} 次循环')
    print(f'此时 i 的值为 {i}')

    i += 1

---------------
这是第 1 次循环
此时 i 的值为 0
---------------
这是第 2 次循环
此时 i 的值为 1
---------------
这是第 3 次循环
此时 i 的值为 2
---------------
这是第 4 次循环
此时 i 的值为 3
---------------
这是第 5 次循环
此时 i 的值为 4

• 执行过程
  • 首先判断i < 5成立，因为最开始i = 0，然后执行while循环内部的代码
  • 打印这是第i + 1次循环以及当前i的值
  • 然后对变量i进行加$1$操作（注意Python语言中没有i++操作，只能使用i += 1或i = i + 1），第一次循环结束时i的值变为$1$，然后继续判断i < 5是否成立，如果成立则进入下一次循环
  • 当i += 1后i的值变为$5$时，之后再对条件i < 5进行判断，此时条件i < 5不成立，循环结束

应用

• 计算区间$[1,100]$内偶数的累积和

sum = 0

i = 1
while i <= 100:
    if i % 2 == 0:
        sum += i

    i += 1

print(f'区间 [1, 100] 内偶数的累积和为 {sum}')

区间 [1, 100] 内偶数的累积和为 2550

• 可以看到，while语句中可以包含if判断语句，对一定的条件进行判断

while循环嵌套

• while循环内部代码可以包含while循环，称为循环嵌套

示例$1$

• 打印如下图形

*
* *
* * *
* * * *
* * * * *

i = 1
while i <= 5:
    j = 1

    while j <= i:
        print('* ', end='')

        j += 1

    print()  # 用于换行

    i += 1

* 
* * 
* * * 
* * * * 
* * * * * 

示例$2$

• 打印九九乘法表

i = 1
while i <= 9:
    j = 1

    while j <= i:
        print(f'{j}*{i}={j * i}\t', end='')

        j += 1

    print()  # 用于换行

    i += 1

1*1=1	
1*2=2	2*2=4	
1*3=3	2*3=6	3*3=9	
1*4=4	2*4=8	3*4=12	4*4=16	
1*5=5	2*5=10	3*5=15	4*5=20	5*5=25	
1*6=6	2*6=12	3*6=18	4*6=24	5*6=30	6*6=36	
1*7=7	2*7=14	3*7=21	4*7=28	5*7=35	6*7=42	7*7=49	
1*8=8	2*8=16	3*8=24	4*8=32	5*8=40	6*8=48	7*8=56	8*8=64	
1*9=9	2*9=18	3*9=27	4*9=36	5*9=45	6*9=54	7*9=63	8*9=72	9*9=81

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for循环

• 像while循环一样，for也可以完成循环功能
• for循环可以遍历任何序列数据类型，如string、list、tuple、dict、set等数据类型

格式

for 临时变量 in 可迭代对象:
    满足循环条件时, 需要运行的代码

• 至于什么是可迭代对象，将在迭代器章节进行讲解

示例

• 循环输出$0$到$4$

for i in range(5):
    print(i)

0
1
2
3
4

内置函数range的用法

• range函数用于生成一个range类型生成器，可以理解为生成一个列表，至于什么是生成器，将在生成器章节进行讲解

range(x)

• 当使用$1$个参数调用range()时，range(x)返回$0$，$1$，$?$，$x?1$，for循环对这些数据逐个进行提取，保存到临时变量中

for i in range(5):
    print(i)

0
1
2
3
4

• 输出$0$到$4$，不包含$5$

range(x, y)

• 当使用$2$个参数调用range()时，range(x, y)返回$x$，$x+1$，$?$，$y?1$

for i in range(5, 10):
    print(i)

5
6
7
8
9

• 输出$5$到$9$，不包含$10$

range(x, y, z)

• 当使用$3$个参数调用range()时，range(x, y, z)返回从$x$到$y?1$的数据，以$z$为步长，即每隔$z$取一个数据

for i in range(1, 10, 2):
    print(i)

1
3
5
7
9

• 步长$z$可以为负数，此时需要$x$大于$y$

for i in range(10, 1, -2):
    print(i)

10
8
6
4
2

应用

• 计算区间$[1,100]$内整数的累积和

sum = 0
for i in range(1, 101):
    sum += i

print(f'区间 [1, 100] 内整数的累积和为 {sum}')

区间 [1, 100] 内整数的累积和为 5050

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break与continue

• 在循环的过程中，有时会因为某些条件成立或不成立而需要结束整个循环，或结束当前一次循环
• break用于结束整个循环，continue用于结束本次循环

break

• break不能单独使用，只能在循环内部使用

while循环中的break

未使用break

i = 0
while i < 5:
    print(i)

    i += 1

0
1
2
3
4

使用break

i = 0
while i < 5:
    if i == 3:
        break

    print(i)

    i += 1

0
1
2

• 当循环变量i增加到$3$时，此时继续循环会判断i的值是否等于$3$，如果是则执行break，结束整个循环，所以$3$和$4$没有被打印

for循环中的break

url = 'www.baidu.com'

for char in url:
    if char == '.':
        break

    print(char)

w
w
w

continue

• continue不能单独使用，只能在循环内部使用

while循环中的continue

i = 0
while i < 5:
    i += 1

    if i == 3:
        continue

    print(i)

1
2
4
5

• 当循环变量i增加到$3$时，之后会判断i的值是否等于$3$，如果是则执行continue，结束本次循环，后面的print(i)语句没有被执行，所以$3$没有被打印，然后进入下一次循环

for循环中的continue

url = 'www.baidu.com'

for char in url:
    if char == 'w':
        continue

    print(char)

.
b
a
i
d
u
.
c
o
m

break与continue在循环嵌套中的使用

• 当在循环嵌套中使用break和continue时会发生什么呢？

未使用break

i = 0
while i < 3:
    print(i)

    j = 0

    while j < 3:
        print(f'({i}, {j})')

        j += 1

    i += 1

0
(0, 0)
(0, 1)
(0, 2)
1
(1, 0)
(1, 1)
(1, 2)
2
(2, 0)
(2, 1)
(2, 2)

使用break

i = 0
while i < 3:
    print(i)

    j = 0

    while j < 3:
        if j == 1:
            break

        print(f'({i}, {j})')

        j += 1

    i += 1

0
(0, 0)
1
(1, 0)
2
(2, 0)

• 可以看到当循环变量j的值为$1$时，内层while循环终止，外层while循环仍继续运行

使用continue

i = 0
while i < 3:
    print(i)

    j = 0

    while j < 3:
        j += 1

        if j == 1:
            continue

        print(f'({i}, {j})')

    i += 1

0
(0, 2)
(0, 3)
1
(1, 2)
(1, 3)
2
(2, 2)
(2, 3)

• 可以看到当循环变量j的值为$1$时，内层while循环的当前一次循环终止，外层while循环仍继续运行

总结

• break用于结束整个循环，只对它所在的循环内部起作用
• continue用于结束本次循环，只对它所在的循环内部起作用

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循环中的else语句

• else语句可以搭配循环进行使用，当循环并没有因为break终止时，在循环结束后会执行else语句中的代码

while循环中的else

当循环没有因为break而终止时

i = 0
while i < 5:
    print(i)

    i += 1
else:
    print('循环结束')

0
1
2
3
4
循环结束

• 可以看到，在整个while循环运行过程中并没有因为break而终止，当while循环结束后，执行了else语句

当循环因为break终止时

i = 0
while i < 5:
    if i == 3:
        break

    print(i)

    i += 1
else:
    print('循环结束')

0
1
2

• 可以看到，while循环因为break而终止，else语句并没有被执行

for循环中的else

当循环没有因为break而终止时

for i in range(5):
    print(i)
else:
    print('循环结束')

0
1
2
3
4
循环结束

当循环因为break终止时

for i in range(5):
    if i == 3:
        print('要 break 喽 ~')

        break

    print(i)
else:
    print('循环结束')

0
1
2
要 break 喽 ~

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