朱廣蔚 ·Python 的循環(huán)控制語(yǔ)句
在代碼中有的時(shí)候我們需要程序不斷地重復(fù)執(zhí)行某一種操作，例如我們需要不停的判斷某一列表中存放的數(shù)據(jù)是否大于 0，這個(gè)時(shí)候就需要使用循環(huán)控制語(yǔ)句。
1. while 循環(huán)語(yǔ)句
1.1 功能與語(yǔ)法
程序的循環(huán)結(jié)構(gòu)允許多次執(zhí)行相同的代碼塊，如下圖所示：
在循環(huán)結(jié)構(gòu)中，程序的執(zhí)行流程為：
- 判斷循環(huán)條件
- 如果為真，則執(zhí)行循環(huán)中的代碼塊；執(zhí)行后跳轉(zhuǎn)到步驟 1，重復(fù)第 1 步和第 2 步.
- 如果為假，則循環(huán)結(jié)束
Python 提供了 while 語(yǔ)句用于循環(huán)控制，語(yǔ)法如下：
while 條件:
代碼塊
當(dāng)循環(huán)條件為真時(shí)，程序會(huì)反復(fù)執(zhí)行代碼塊，直至循環(huán)條件為假。
1.2 例子
編寫(xiě)程序 while-loop.py，如下所示：
number = 1
while number <= 3:
print(number)
number = number + 1
print('END')
- 在第 1 行，設(shè)置變量 number 的初值為 1
- 在第 2 行，判斷變量 number 是否小于等于 3，執(zhí)行 4 次條件判斷
- 第 1 次條件判斷時(shí)，number 等于 1，打印 1，將 number 遞增為 2
- 第 2 次條件判斷時(shí)，number 等于 2，打印 2，將 number 遞增為 3
- 第 3 次條件判斷時(shí)，number 等于 3，打印 3，將 number 遞增為 4
- 第 4 次條件判斷時(shí)，number 等于 4，循環(huán)結(jié)束，執(zhí)行第 5 行，打印 END
程序輸出結(jié)果為：
1
2
3
END
2. for 循環(huán)語(yǔ)句
2.1 功能與語(yǔ)法
Python 提供了 for 語(yǔ)句用于遍歷序列中的元素，語(yǔ)法如下所示：
for 循環(huán)變量 in 序列:
代碼塊
假設(shè)序列中包含有 N 個(gè)元素：A1、A2、…、An，使用 for 語(yǔ)句遍歷該序列的過(guò)程如下：
- for 語(yǔ)句中的代碼塊會(huì)執(zhí)行 N 次
- 第 1 次執(zhí)行時(shí)，循環(huán)變量的值為 A1
- 第 2 次執(zhí)行時(shí)，循環(huán)變量的值為 A2
- …
- 第 N 次執(zhí)行時(shí)，循環(huán)變量的值為 An
for 語(yǔ)句用于遍歷序列中的元素，這里所講的序列是廣義的，可以是：
- 列表
- 元組
- 集合
- range 對(duì)象
2.2 遍歷列表
for item in ['www', 'imooc', 'com']:
print(item)
程序的輸出結(jié)果如下：
www
imooc
com
2.3 遍歷元組
for item in ('www', 'imooc', 'com'):
print(item)
程序的輸出結(jié)果如下：
www
imooc
com
2.4 遍歷集合
for item in {'www', 'imooc', 'com'}:
print(item)
程序的輸出結(jié)果如下：
www
imooc
com
2.5 遍歷 range 對(duì)象
Python 中 range 對(duì)象表示一定范圍的整數(shù)序列，它有兩種形式：
- range (number) 表示區(qū)間 [0, number) 內(nèi)的整數(shù)序列，該區(qū)間從 0 開(kāi)始、到 number 結(jié)束，不包含 number。
- range (start, end) 表示區(qū)間 [start, end) 內(nèi)的整數(shù)序列，該區(qū)間從 start 開(kāi)始、到 end 結(jié)束，不包含 end。
- 例子：遍歷 range (3)
for item in range(3):
print(item)
range (3) 表示 0、1、2 這三個(gè)整數(shù)構(gòu)成的序列，程序的輸出結(jié)果如下：
0
1
2
- 例子：遍歷 range (1, 3)
for item in range(1, 3):
print(item)
range (1,3) 表示 1、2 這兩個(gè)整數(shù)構(gòu)成的序列，程序的輸出結(jié)果如下：
1
2
3. break 語(yǔ)句
3.1 功能與語(yǔ)法
在通常的循環(huán)中，當(dāng)條件為假時(shí)，循環(huán)才會(huì)終止，有些情況下，希望能夠提前從循環(huán)中退出。Python 提供了
break 語(yǔ)句用于從循環(huán)中退出，如下圖所示：
- 當(dāng)條件為假時(shí)，循環(huán)結(jié)束，程序流程到達(dá)出口
- 當(dāng)條件為真時(shí)，執(zhí)行條件為真的分支中的代碼塊
- 如果代碼塊中包含有 break 語(yǔ)句
- break 語(yǔ)句會(huì)中斷當(dāng)前的循環(huán)執(zhí)行流程，直接跳轉(zhuǎn)到程序的出口
3.2 例子
編寫(xiě)程序檢測(cè) number 是否為素?cái)?shù)，將檢測(cè)結(jié)果保存在變量 is_prime 中，如下所示：
number = 9
is_prime = True
factor = 2
while factor < number:
print(factor)
if number % factor == 0:
is_prime = False
break
factor = factor + 1
print(is_prime)
- 在第 1 行，設(shè)置 number 為 9，程序檢測(cè) number 是否為素?cái)?shù)
- 在第 2 行，設(shè)置檢測(cè)結(jié)果 is_prime 初值為 True
- 在第 3 行，設(shè)置循環(huán)變量 factor 為 2
- 在第 4 行，判斷循環(huán)變量 factor 是否小于 number
- 在第 9 行，循環(huán)變量 factor 自增 1
- 在第 6 行，判斷 factor 是否是 number 的因子
- 如果 factor 是 number 的因子，則 number 不是素?cái)?shù)
- 在第 6 行，將結(jié)果記錄在變量 is_prime 中
- 在第 7 行，已經(jīng)檢測(cè)到 number 不是素?cái)?shù)，因此可以提前退出循環(huán)
運(yùn)行程序，輸出結(jié)果如下：
2
3
False
4. continue 語(yǔ)句
4.1 功能與語(yǔ)法
在通常的循環(huán)中，循環(huán)塊中的語(yǔ)句是順序執(zhí)行的，有些情況下，希望能夠跳過(guò)循環(huán)塊中的剩余語(yǔ)句。Python 提供了 continue 語(yǔ)句用于跳過(guò)循環(huán)塊中的剩余語(yǔ)句，如下圖所示：
- 當(dāng)條件為假時(shí)，循環(huán)結(jié)束，程序流程到達(dá)出口
- 當(dāng)條件為真時(shí)，執(zhí)行條件為真的分支中的代碼塊
- 如果代碼塊中包含有 continue 語(yǔ)句
- break 語(yǔ)句會(huì)中斷當(dāng)前的循環(huán)執(zhí)行流程，直接跳轉(zhuǎn)到循環(huán)條件處
4.2 例子
編寫(xiě)程序計(jì)算列表中正數(shù)的累加和，代碼如下：
list1 = [1,2,3,4,5,6]
list1_sum = 0
for i in list1:
if i % 2 != 0:
continue
list1_sum += i
print(list1_sum)
- 在第 1,2 行，設(shè)定一個(gè)含有六個(gè)元素的列表，并定義一個(gè)結(jié)果變量；
- 在第 3 行，使用 for 循環(huán)遍歷這個(gè)列表；
- 在第 4 行，判斷元素是否是偶數(shù)，不是偶數(shù)則使用 continue 關(guān)鍵字跳出本次循環(huán)
- 在第 6 行，能夠執(zhí)行到這里說(shuō)明元素是偶數(shù)，則追加到結(jié)果變量上。
程序運(yùn)行的輸出結(jié)果如下：
12
5. else 語(yǔ)句
5.1 在 while 循環(huán)中使用 else 語(yǔ)句
while 語(yǔ)句中提供了 else 語(yǔ)句，語(yǔ)法如下：
while 條件：
代碼塊 1
else:
代碼塊 2
- 當(dāng)循環(huán)條件為真時(shí)，執(zhí)行代碼塊 1
- 當(dāng)循環(huán)條件為假時(shí)，執(zhí)行代碼塊 2
編寫(xiě)程序 while-else.py，如下所示：
number = 1
while number <= 3:
print(number)
number = number + 1
else:
print('At the end:', number)
程序輸出結(jié)果為：
1
2
3
At the end: 4
5.2 在 for 循環(huán)中使用 else 語(yǔ)句
for 語(yǔ)句中提供了 else 語(yǔ)句，語(yǔ)法如下：
for 變量 in 序列:
代碼塊 1
else:
代碼塊 2
- 當(dāng)循環(huán)條件為真時(shí)，執(zhí)行代碼塊 1
- 當(dāng)循環(huán)條件為假時(shí)，執(zhí)行代碼塊 2
編寫(xiě)程序 for-else.py，如下所示：
for number in range(1, 4):
print(number)
else:
print('At the end:', number)
程序輸出結(jié)果為：
1
2
3
At the end: 3
5.3 一個(gè)有意義的例子
else 語(yǔ)句通常用于當(dāng)循環(huán)非正常退出的場(chǎng)景中，一個(gè)有意義的例子如下：
number = 9
factor = 2
while factor < number:
print(factor)
if number % factor == 0:
is_prime = False
break
factor = factor + 1
else:
is_prime = True
print(is_prime)
該程序檢測(cè) number 是否為素?cái)?shù)，將檢測(cè)結(jié)果保存在變量 is_prime 中
- 在第 1 行，設(shè)置 number 為 9，程序檢測(cè) number 是否為素?cái)?shù)
- 在第 2 行，設(shè)置循環(huán)變量 factor 為 2
- 在第 3 行，判斷循環(huán)變量 factor 是否小于 number
- 在第 8 行，循環(huán)變量 factor 自增 1
- 在第 5 行，判斷 factor 是否是 number 的因子
- 如果 factor 是 number 的因子，則 number 不是素?cái)?shù)
- 在第 6 行，將結(jié)果記錄在變量 is_prime 中
- 在第 7 行，提前退出循環(huán)
- 在第 9 行，依次測(cè)試 2、3、4、5、6、7、8 是否為 number 的因子
- 如果都不是 number 的因子，則說(shuō)明 number 是素?cái)?shù)
- 在第 10 行，將結(jié)果記錄在變量 is_prime 中
運(yùn)行程序，輸出結(jié)果如下：
2
3
False
上述的例子，使用 for 循環(huán)改寫(xiě)，如下所示：
number = 9
for factor in range(2, number):
print(factor)
if number % factor == 0:
is_prime = False
break
else:
is_prime = True
print(is_prime)
運(yùn)行程序，輸出相同的結(jié)果，如下所示：
2
3
False
6. 小結(jié)
Python 中的循環(huán)控制語(yǔ)句只有 for 和 While 兩種，不同于 C 或者 Java 等其他編程語(yǔ)言還有 do…while。循環(huán)控制語(yǔ)句和分級(jí)結(jié)構(gòu)語(yǔ)句一樣在工作中經(jīng)常會(huì)用到。大家多想想在編程中有什么地方是需要用到 循環(huán)控制語(yǔ)句的，想到之后不妨用代碼實(shí)現(xiàn)一下。
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