Python 循环-阿里云开发者社区

引言

在 Python 语法中有两类循环

while 循环

for 循环

并介绍关键字 continue 和 break 在循环中的作用。

程序的基本结构

在程序开发中，一共有三种基本结构：

顺序 —— 从上向下，顺序执行代码
分支 / 选择 —— 根据条件判断，决定执行代码的分支
循环 —— 让 特定的代码重复 执行

程序的基本结构

`while` 循环基本使用

循环的作用就是让 指定的代码 重复的执行
while 循环最常用的应用场景就是 让执行的代码 按照 指定的次数 重复执行

`while` 语句基本语法


while 判断条件:
    循环体语句

注意： while 语句以及缩进部分是一个 完整的代码块

while 循环流程图

graph TD
    start[开始]-->cond{判断条件}
    cond--True-->op[重复执行的代码]-->cond
    cond--False-->stop[结束]

while 循环案例

打印 5 遍 Hello Python

In [22]: 
In [23]: i = 1    # 定义重复次数计数器

In [24]: while i <= 5:
    ...:     print('Hello Python')
    ...:
    ...:     # 处理计数器 i
    ...:     i = i + 1
    ...:
Hello Python
Hello Python
Hello Python
Hello Python
Hello Python

打印小星星

需求

在控制台连续输出五行 *，每一行星号的数量依次递增

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

使用字符串 * 打印

#!/usr/bin/python3
# -*- coding:utf-8 -*-

# 定义一个计数器变量，从数字1开始，循环会比较方便
row = 1

while row <= 5:

    print("*" * row)

    row += 1

Python 中的计数方法

常见的计数方法有两种，可以分别称为：

自然计数法（从 1 开始）—— 更符合人类的习惯
程序计数法（从 0 开始）—— 几乎所有的程序语言都选择从 0 开始计数

作为程序员的我们，在编写程序时，尽量养成习惯：除非需求的特殊要求，否则循环的计数都从 0 开始

`while` 循环嵌套

while 嵌套就是： while 里面还有 while

基本语法

while 条件 1:
    外层循环体
    ...
    
    while 条件 2:
        内层循环体
        ...
   
    外层循环体
    ...

假设 Python 没有提供 字符串的 * 操作 拼接字符串

需求

在控制台连续输出五行 *，每一行星号的数量依次递增

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

开发步骤

1）完成 5 行内容的简单输出
2）分析每行内部的 * 应该如何处理？
- 每行显示的星星和当前所在的行数是一致的
- 嵌套一个小的循环，专门处理每一行中 列 的星星显示

#!/usr/bin/python3
# -*- coding:utf-8 -*-

row = 1

while row <= 5:

    # 假设 python 没有提供字符串 * 操作
    # 在循环内部，再增加一个循环，实现每一行的 星星 打印
    col = 1

    while col <= row:
        print("*", end="")

        col += 1

    # 每一行星号输出完成后，再增加一个换行
    print()

    row += 1

print() 函数加强

在默认情况下，print 函数输出内容之后，会自动在内容末尾增加换行
如果不希望末尾增加换行，可以在 print 函数输出内容的后面增加 , end=""
其中 "" 中间可以指定 print 函数输出内容之后，继续希望显示的内容
语法格式如下：

# 向控制台输出内容结束之后，不会换行
print("*", end="")

print("*", end="  ")    # 末尾增加两个空格, 不换行

print("*", end="\t")    # 末尾增加一个制表符位(tab), 不换行

# 单纯的换行
print()

print() 函数中 end="" 表示向控制台输出内容结束之后，不会换行

死循环

由于程序员的原因，忘记在循环内部 修改循环的判断条件，导致循环持续执行，程序无法终止！

# 一直输出 hello
i = 0
while i <= 10:
    print('hello')
    
    # i = i + 1

在控制台中可以按 Ctrl + C 来进行强制退出死循环。

`for` 循环基本使用

Python 中 for 循环可以遍历一切 可迭代对象（Iterable），例如一个列表、字符串等。

可迭代对象，在【Python 高级进阶】专栏有详细介绍，大家如果想具体了解，可以先移步到 Python 迭代器查看

for 语句基本语法


for 变量 in 可迭代对象:
    循环体

for 循环流程图

graph TD
    start[开始]-->cond{是否还有元素?}
    cond--True-->op[重复执行的代码]-->cond
    cond--False-->stop[结束]

for 循环实例

遍历编程语言列表

In [1]: languages = ['C', 'Python', 'Java', 'C++', 'Php']

In [2]: for lang in languages:
   ...:     print(lang)
   ...:
C
Python
Java
C++
Php

In [3]:

遍历字符串

In [3]: message = '人生苦短，我用Python'

In [4]: for msg in message:
   ...:     print(msg)
   ...:
人
生
苦
短
，
我
用
P
y
t
h
o
n

In [5]:

遍历 `range()` 生成的数字序列

range() 语法

range(start, stop[, step])

参数说明：

start: 计数从 start 开始。默认是从 0 开始。例如 range(3)等价于 range(0, 3)
stop: 计数到 stop 结束，但不包括 stop。例如 range(0, 5) 是 [0, 1, 2, 3, 4] 没有5
step：步长，默认为 1。例如 range(0, 3) 等价于 range(0, 3, 1)

IPython 测验

In [10]: # 只指定 start
    
In [11]: list(range(6))
Out[11]: [0, 1, 2, 3, 4, 5]

In [12]: # start、stop都指定

In [13]: list(range(3, 10))
Out[13]: [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

In [14]: # start、stop、step都指定

In [15]: list(range(0, 10, 2))
Out[15]: [0, 2, 4, 6, 8]

这样要使用 list 才能展示其内部元素。

for 循环遍历 range()

In [16]: # for 循环遍历 range()

In [17]: for i in range(6):
    ...:     print(i)
    ...:
0
1
2
3
4
5

In [18]: for i in range(3, 9):
    ...:     print(i)
    ...:
3
4
5
6
7
8

In [19]: for i in range(0, 10, 2):
    ...:     print(i)
    ...:
0
2
4
6
8

In [20]:

for 循环嵌套

for 嵌套就是： for 里面还有 for

基本语法

for 变量 in 可迭代对象:
    外层循环体
    ...
    
    for 变量 in 可迭代对象:
        内层循环体
        ...
    
    外层循环体
    ...

案例： 求 1! + 2! + 3! + 4! + 5!，[1, 5] 之间的阶乘累加之和。

2的阶乘 2!，就是 1 * 2
3的阶乘 3!，就是 1 * 2 * 3
。。。

程序设计如下

#!/usr/bin/python3
# -*- coding:utf-8 -*-

total = 0

for i in range(1, 6):
    
    # 计算 i 的阶乘
    temp = 1
    for j in range(1, i+1):
        temp = temp * j
    
    # 每个阶乘累加
    total = total + temp
    
print(total)    # 结果为153

break 和 continue

break 和 continue 是专门在循环中使用的关键字，用于循环的中断。

break ，退出本层循环，不再执行后续的代码
continue ，终止本次循环，不执行后续的代码，再次进行循环条件判断

break 和 continue 只针对 当前所在循环 有效

break

在循环过程中，如果 某一个条件满足后，不再希望 循环继续执行，可以使用 break 退出循环

i = 0

while i < 10:

    # break 某一条件满足时，退出循环，不再执行后续重复的代码
    # i == 3
    if i == 3:
        break

    print(i)

    i += 1

print("over")

break 只针对当前所在循环有效

continue

在循环过程中，如果 某一个条件满足后，不希望 执行循环代码，但是又不希望退出循环，可以使用 continue
也就是：在整个循环中，只有某些条件，不需要执行循环代码，而其他条件都需要执行

i = 0

while i < 10:

    # 当 i == 7 时，不希望执行需要重复执行的代码
    if i == 7:
        # 在使用 continue 之前，同样应该修改计数器
        # 否则会出现死循环
        i += 1

        continue

    # 重复执行的代码
    print(i)

    i += 1

需要注意：使用 continue 时，条件处理部分的代码，需要特别注意，不小心会出现 死循环

continue 只针对当前所在循环有效

Python 循环的 else 语法

Python 循环语句 for, while 有可能带一个 else 分支，当一个 for 循环正常执行完毕时或者当一个 while 循环正常执行完毕（循环条件变为False）时它被触发执行， 但是如果这个循环被 break 语句非正常中止时，则这个 else 分支不执行。

while ... else ...

while 循环条件:
    
    循环体
    ...
else:
    循环正常结束

for ... else ...

for 变量 in 可迭代对象:
    
    循环体
    
else:
    循环正常结束

IPython 测验

# for 循环
In [1]: for i in range(5):
   ...:     print(i)
   ...: else:
   ...:     print('for 循环正常结束')
   ...:     print(i)
   ...:
0
1
2
3
4
for 循环正常结束
4


# while 循环
In [2]: num = 1
   ...:
   ...: while num <= 5:
   ...:     print(num)
   ...:     num = num + 1
   ...: else:
   ...:     print('while 循环正常结束')
   ...:     print(num)
   ...:
1
2
3
4
5
while 循环正常结束
6


# break中断
In [3]: for i in range(10):
   ...:     print(i)
   ...:     if i == 5:
   ...:         break
   ...: else:
   ...:     print('for 循环正常结束')
   ...:     print(i)
   ...:
0
1
2
3
4
5

应用场景

例如 Python 官方文档中的寻找素数的例子 - 打印10以内的素数

for n in range(2, 10):
    for x in range(2, n):
        if n % x == 0:
            print(n, 'equals', x, '*', n//x)
            break
    else:
        # loop fell through without finding a factor
        print(n, 'is a prime number')

运行结果如下：

2 is a prime number
3 is a prime number
4 equals 2 * 2
5 is a prime number
6 equals 2 * 3
7 is a prime number
8 equals 2 * 4
9 equals 3 * 3

循环实战小案例

`[0, 100]` 之间所有偶数的累加求和结果

# 0. 用于统计最终结果
result = 0

# 1. 计数器
i = 0

# 2. 开始循环
while i <= 100:

    # 判断偶数
    if i % 2 == 0:
        result += i  # 进行累加
        
    i += 1

print(result)    # 结果为: 2550

打印等腰三角形

需求

打印 n 层的等腰三角形
使用字符串 * 打印
每层 * 的数量按照 1, 3, 5, 7, 9 的方式依次递增，且构成等腰三角形

例如 5 层的等腰三角形如下显示：

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

程序设计如下

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-

while True:
    level = input('请输入要打印等腰三角形的层数(输入q退出): ')

    if level == 'q':
        break

    # 转成 int 整型
    level = int(level)

    row = 1     # 层级计数器

    while row <= level:

        # 计算每层空格的数量
        space_count = level - row
        print(' ' * space_count, end='')    # 打印空格并不换行

        # 计算每层 * 的数量
        char_count = row * 2 - 1
        print('*' * char_count)             # 打印每层的 * 然后换行

        # 层级计数加 1
        row = row + 1

运行结果如下：

请输入要打印等腰三角形的层数(输入q退出): 3
  *
 ***
*****
请输入要打印等腰三角形的层数(输入q退出): 5
    *
   ***
  *****
 *******
*********
请输入要打印等腰三角形的层数(输入q退出): 7
      *
     ***
    *****
   *******
  *********
 ***********
*************
请输入要打印等腰三角形的层数(输入q退出): q

Process finished with exit code 0

打印 99乘法口诀表

for i in range(1, 10):
    for j in range(1, i + 1):
        # print(f'{j} * {i} = {j * i}', end='\t')
        print('%d * %d = %d' % (j, i, j * i), end='\t')  # 每行用使用tab制表符隔开
    print()

这样使用到了字符串的格式化输出，其中

f'{j} * {i} = {j * i}'，在字符串前面加上 f ，就是模板字符串，在字符串里面可以直接使用{xxx} 来引用变量或进行相应的运算。
'%d * %d = %d' % (j, i, j*i)'，则是格式化字符串，%d 代表格式整型数字 % 后面的数据会依次填充 %d 的占位。

这里只做一个初步介绍，在后续的 字符串 讲解中会进行详细介绍。

运行结果如下：

乘法口诀表

尾语

✍ 用 Code 谱写世界，让生活更有趣。❤️

✍ 万水千山总是情，点赞再走行不行。❤️

✍ 码字不易，还望各位大侠多多支持。❤️

Python 循环

引言

程序的基本结构

`while` 循环基本使用

`while` 语句基本语法

while 循环流程图

while 循环案例

Python 中的计数方法

`while` 循环嵌套

死循环

`for` 循环基本使用

for 语句基本语法

for 循环流程图

for 循环实例

遍历 `range()` 生成的数字序列

for 循环嵌套

break 和 continue

break

continue

Python 循环的 else 语法

while ... else ...

for ... else ...

IPython 测验

应用场景

循环实战小案例

`[0, 100]` 之间所有偶数的累加求和结果

打印等腰三角形

打印 99乘法口诀表

尾语

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遍历 range() 生成的数字序列

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break 和 continue

break

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Python 循环的 else 语法

while ... else ...

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