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笔记内容:Python3 循环语句
笔记日期:2017-10-27


Python3 循环语句

Python中的循环语句有 for 和 while。
Python循环语句的控制结构图如下所示:

Alt text


while 循环

Python中while语句的一般形式:

while 判断条件:
    执行语句

同样需要注意冒号和缩进。另外,在Python中没有do..while循环。

这是一个最简单的一个while循环,循环打印0-10的数字:

i = 0
while i <= 10:
    print(i, end=" ")
    i += 1  # 改变i的值,不然就会进入到死循环

运行结果:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

我们可以使用while循环来做一些需要重复做的事情,例如计算1-100数字总和:

num = 1
count = 0
while num <= 100:
    count += num
    num += 1

print("1-100数字的总和是:", count)

运行结果:

1-100数字的总和是: 5050


无限循环

无限循环也就是死循环,只要条件表达式中永远不为False既是死循环,这个循环只能通过break来打破,死循环十分耗费计算机资源。但是死循环十分常用,例如在服务器上客户端的实时请求时非常有用,我们可以通过一些语句不让它一直循环的话,就不会那么耗费资源。
耗费计算机资源的死循环示例:

while True:
    print("123")

以上这个循环会无限地执行 print(“123”) 这条语句,没有任何的停顿和跳出条件,这样是相当的耗费计算机资源的

从下面这张任务管理器的截图就可以看到出来:

Alt text

这样的一个循环如果是在运算能力较低、cpu核心较少的计算机上执行会直接卡死


下面这个死循环因为有停顿的语句,所以不会那么耗费资源:

while True:
    num = int(input("请输入一个数字:"))  # 会停顿在这里等待用户的输入
    print(num)

任务管理器截图:

Alt text


有时候我们需要使用死循环计算出某个特定的量或数值,当计算出来的时候就可以使用break关键字来跳出循环,break就是专门用来打破、中断循环的,一旦break被执行循环就会结束:
代码示例:

num = 0

while True:
    num += 1
    if num >= 10:
        print("此时num的值为:",num)
        break

运行结果:

此时num的值为: 10


while 循环使用 else 语句

while 循环可以使用 else 语句,当 while 中的条件语句结果为 false 时执行就会执行 else 内的语句块,和if else的概念是一样的,只不过有一个是判断语句,一个是循环语句。
代码示例:

count = 0
while count < 5:
    print(count, " 小于 5")
    count = count + 1
else:
    print(count, " 大于或等于 5")

运行结果:

 0  小于 5
 1  小于 5
 2  小于 5
 3  小于 5
 4  小于 5
 5  大于或等于 5


简单语句组

类似if语句的语法,如果你的while循环体中只有一条语句,你可以将该语句与while写在同一行中, 如下所示:

num=1
while num: print("s"); break  #分号表示隔开

在循环中不建议使用这种写法,写代码时应当保持代码的清晰、整洁



for 循环语句

Python for循环可以遍历任何序列型的项目,如一个列表或者一个字符串、元组等等。
for循环的一般格式如下:

for <variable> in <sequence>:
    <statements>
else:
    <statements>

下面我们用for循环来遍历一个列表,代码示例:

list1 = ["hello", "world", "zero", 123, 456]

for element in list1:  #for循环不需要你自己定义结束条件,解释器会帮你解决
    print(element)

运行结果:

 hello
 world
 zero
 123
 456

for循环也可以使用else语句,和while的用法一样,代码示例:

sites = ["Baidu", "Google", "Runoob", "Taobao"]
for site in sites:
    print("遍历数据 " + site)
else:
    print("没有可以遍历的数据了!")

print("完成循环!")

运行结果:

 循环数据 Baidu
 循环数据 Google
 循环数据 Runoob
 循环数据 Taobao
 没有循环数据了!
 完成循环!


range()函数

如果你需要遍历一个数字范围,可以使用python内置的range()函数,它会帮你生成数列,例如我要遍历10以内的数字:

for num in range(10):
    print(num, end=" ")

运行结果:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9



你也可以使用range指定一个数字区间:

for num in range(5, 10):  # 指定5-10的区间
    print(num, end=" ")

运行结果:

5 6 7 8 9

也可以使range来指定数字开始并指定不同的增量(甚至可以是负数,有时这也叫做’步长’):

for num in range(0, 10, 3):  # 指定0-10的区间,并且指定增量为3,也就是每次循环都增加3
    print(num, end=" ")

运行结果:

0 3 6 9

负数示例:

for num in range(-10, -100, -30):  # 指定-10到-100的区间,并且指定增量为-30,也就是每次循环都增加-30
    print(num, end=" ")

运行结果:

-10 -40 -70



可以结合range()和len()函数以遍历一个列表的索引,代码示例:

sites = ["Baidu", "Google", "Runoob", "Taobao"]
for index in range(len(sites)):
    print(index, sites[index])

运行结果:

 0 Baidu
 1 Google
 2 Runoob
 3 Taobao

还可以使用range()函数来创建一个列表:

list1=list(range(5))
    print(list1)

运行结果:

[0, 1, 2, 3, 4]


break和continue语句及循环中的else子句

break 语句之前也介绍过了可以用于跳出 for 和 while 的循环体。如果你从 for 或 while 循环中终止,任何对应的循环 else 块将不执行。 实例如下:

for letter in 'Runoob':     # 第一个实例
   if letter == 'b':
      break
   print ('当前字母为 :', letter)

var = 10                    # 第二个实例
while var > 0:              
   print ('当期变量值为 :', var)
   var = var -1
   if var == 5:
      break

print ("Done!")

运行结果:

 当前字母为 : R
 当前字母为 : u
 当前字母为 : n
 当前字母为 : o
 当前字母为 : o
 当期变量值为 : 10
 当期变量值为 : 9
 当期变量值为 : 8
 当期变量值为 : 7
 当期变量值为 : 6
 Done!


continue语句则是被用来告诉Python跳过当前循环块中的剩余语句,然后继续进行下一轮循环,也就是说continue后面的语句不会被执行。
代码示例:

for letter in 'Runoob':     # 第一个实例
   if letter == 'o':        # 字母为 o 时跳过输出
      continue
   print ('当前字母 :', letter)

var = 10                    # 第二个实例
while var > 0:              
   var = var -1
   if var == 5:             # 变量为 5 时跳过输出
      continue
   print ('当前变量值 :', var)
print ("Good bye!")

运行结果:

 当前字母 : R
 当前字母 : u
 当前字母 : n
 当前字母 : b
 当前变量值 : 9
 当前变量值 : 8
 当前变量值 : 7
 当前变量值 : 6
 当前变量值 : 4
 当前变量值 : 3
 当前变量值 : 2
 当前变量值 : 1
 当前变量值 : 0
 Good bye!

可以看到以上运行结果,没有打印 o 和 5


循环语句可以有 else 子句,它在穷尽列表(以for循环)或条件变为 false (以while循环)导致循环终止时被执行,但循环被break终止时不执行else里的语句。
如下实例用于查询2-10区间的质数的循环例子:

for n in range(2, 10):
    for x in range(2, n):
        if n % x == 0:
            print(n, '等于', x, '*', n//x)
            break
    else:
        # 循环中没有找到元素
        print(n, ' 是质数')

运行结果:

 2  是质数
 3  是质数
 4 等于 2 * 2
 5  是质数
 6 等于 2 * 3
 7  是质数
 8 等于 2 * 4
 9 等于 3 * 3


pass 语句

pass是空语句,是为了保持程序结构的完整性。
pass 不做任何事情,一般用做占位语句,如下实例:

while True :
    pass

pass语句会让这个循环既不停止也不执行任何事情

以下实例在字母为 s 时 执行 pass 语句块:

for letter in "User":
    if letter == "s":
        pass
        print("执行pass语句")
    print("当前的字母为", letter)

运行结果:

当前的字母为 U
 执行pass语句
 当前的字母为 s
 当前的字母为 e
 当前的字母为 r

从结果可以看到pass语句也不会影响代码的执行。


这两种循环的应用场景:
for适合使用在定量循环中,也就是有一个已知循环的量,而while则适合用在不定量循环中,而且一般大多用while来做死循环。

下面演示两个for循环的经典例题:
1.打印乘法口诀表:

for i in range(1, 10):
    for j in range(1, i + 1):
        print(j, "*", i, "=", j * i, end="\t")

    print()

运行结果:

Alt text

2.打印菱形:

for i in range(5):
    for j in range(5 - i):
        print(" ", end="")
    for k in range(2 * i + 1):
        print("*", end="")

    print()

for i in range(5):
    for j in range(i + 1):
        print(" ", end="")
    for k in range(2 * (5 - i) - 1):
        print("*", end="")
    print()

运行结果:

Alt text