【Python基础】循环语句（2199字）

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系列专栏：Python基础

学习指南：【进收藏夹吃灰】Python基础学习指南

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什么是循环

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• 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，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，使用几行代码就能实现

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

    i += 1

for i in range(10000):
    print('宝宝, 我错了')

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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

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语法

while 布尔表达式:
    布尔表达式为真时, 执行缩进的代码

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示例

i = 0
while i < 3:
    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

执行过程

• 首先判断i < 3成立，因为最开始i = 0，然后执行while循环内部代码
• 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 = i + 1或i += 1），第一次循环结束时i的值变为$1$，然后继续判断i < 3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$3$时，之后再对条件i < 3进行判断，此时条件i < 3不成立，循环结束

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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语句，对条件进行判断

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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 <= 3:
    j = 1
    while j <= i:
        print('* ', end='')

        j += 1

    print()  # 打印一个 '\n', 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()  # 打印一个 '\n', 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

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• 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$/$散列类型，如string、list、tuple、dict、set等类型，至于什么是序列类型和散列类型，将在序列类型和散列类型章节进行讲解

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语法

for 迭代变量 in 可迭代对象:
    每次循环, 迭代变量被设置为可迭代对象的当前元素, 执行缩进的代码

• 至于什么是可迭代对象，将在迭代器章节进行讲解

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示例

• 打印$0$到$5$

for i in range(6):
    print(i)

0
1
2
3
4
5

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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$0$，$1$，$\cdots$，$x-1$，for循环对这些数据进行遍历，保存到临时变量中

for i in range(6):
    print(i)

0
1
2
3
4
5

• 打印$0$到$5$，不包含$6$

range(x, y)

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

for i in range(4, 7):
    print(i)

4
5
6

• 打印$4$到$6$，不包含$7$

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, 7, 2):
    print(i)

1
3
5

• 步长$z$可以为负数，此时需要$x$大于$y$

for i in range(6, 0, -2):
    print(i)

6
4
2

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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

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• 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

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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 < 6:
    print(i)

    i += 1

0
1
2
3
4
5

使用break

i = 0
while i < 6:
    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$3$、$4$、$5$没有被打印

for循环中的break

url = 'http://www.baidu.com'

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

    print(char)

h
t
t
p

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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 < 6:
    i += 1

    if i == 3:
        continue

    print(i)

1
2
4
5
6

• 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 = 'http://www.baidu.com'

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

    print(char)

h
t
t
p
:
w
w
w
.
b
a
i
d
u
.
c
o
m

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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的值增加到$1$时，内层while循环终止，外层while循环仍继续执行

使用continue

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

    j = -1
    while j < 2:
        j += 1

        if j == 1:
            continue

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

    i += 1

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

• 可以看到当循环变量j的值增加到$1$时，内层while循环的当前一次循环终止，外层while循环仍继续执行

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而终止时，在循环结束后会执行else语句中的代码

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while循环中的else

当循环没有因为break而终止时

i = 0
while i < 6:
    print(i)

    i += 1
else:
    print('循环结束...')

0
1
2
3
4
5
循环结束...

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

当循环因为break而终止时

i = 0
while i < 6:
    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语句中的代码并没有被执行

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for循环中的else

当循环没有因为break而终止时

for i in range(6):
    print(i)
else:
    print('循环结束...')

0
1
2
3
4
5
循环结束...

当循环因为break而终止时

for i in range(6):
    if i == 3:
        break

    print(i)
else:
    print('循环结束...')

0
1
2

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