python基础之循环控制

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Python中循环的介绍

什么是循环

现实生活中，也有很多循环的应用场景：

（1）老师批改作业：拿起作业本→查看答案→批改打分→放回作业本，重复以上过程，直到所有学生的作业都批改完了

（2）收银员收款：接过顾客商品→扫码计价→收取钱款→打印小票，重复以上过程，直到所有排队顾客都完成付款。

（3）环卫工人扫地：拿起扫帚→清扫路面→收集垃圾→移动到下一段路面，重复以上过程，直到负责区域清扫完毕。

（4）学生晨读：打开课本→朗读段落→标记重点→继续朗读，重复以上过程，直到晨读时间结束。

以上场景都有一个共同的特点：有条件地重复地做一件事，每一次做的事情不同但类似。

程序是为了解决实际问题的，实际问题中存在着重复动作，那么程序中也应该有相应的描述，这就是循环。

循环的作用

循环的作用是什么？

答：让代码高效的重复执行，避免重复编写大量相同或相似的代码，提升编程效率。

循环的种类

在Python中，循环一共分为两大类：while循环与for循环

思考问题：while循环和for循环如何选择呢？

①：对于循环次数固定的（已知）情况下，建议使用for循环, 例如: 打印1~10的数字

②：对于循环次数未知（不确定）的情况下，建议使用while循环, 例如: 猜数字游戏

while循环语法及其应用

while循环的基本语法

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# Step1: 定义一个计数器（初始化一个计数器）
i = 0或1
# Step2: 编写while循环结构
while 循环条件(判断 计数器 是否达到了目标位置):
	循环体1
	循环体2
	...
	# Step3: 在循环内部更新计数器
	i = i + 1 或 i += 1

普及小知识：在计算机程序中，计数器大部分都是从0开始的，少数场景会从1开始，根据需求灵活选择。

总结：while循环三步走

① 初始化计数器

② 编写循环条件（判断计数器是否达到了目标位置）

③ 在循环内部更新计数器

while循环入门案例：使用while循环，循环输出5遍“Python真有趣”

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# 演示 while循环
"""
while 判断条件:
    # 当条件满足 需要执行的内容

说明:
    while: 实现循环操作的关键字
    条件判断: 是否进入循环的依据
        当条件成立, 就执行循环里面的内容, 条件一直成立 就一直循环执行内部的代码 直到条件不成立
"""

# 需求: 请循环 打印 5次  Python真有趣
# 1- 定义计数器
num = 1

# 2- 编写循环操作
while num <= 5:
    # 2.1 执行循环的主体代码
    print("Python真有趣")

    # 2.2 更新计数器 +1
    # num = num + 1
    num += 1

while循环流程图：

image-20260405165806644

while循环案例

案例1：使用while循环求1..50的和

分析：定义一个while循环，让其可以帮助我们计算 1 + 2 + 3 + 4 + 5 … + 50，结果：1275

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# 需求: 求 1~50的和
# 思路: 1- 需要对 1~50进行遍历(循环)  2- 每循环一个 就要对其进行累加计算(在while循环外部定义一个初试累加变量)

# 如何进行 1 ~ 50 循环呢
# 第一步: 定义计数器
i = 1

# 第二步: 编写循环操作
# 2.1 定义一个累加求和的变量
sum_total = 0

while i <= 50:
    # 2.2 循环的代码块
    sum_total = sum_total + i
    # 第三步: 更新计数器
    i += 1

print(sum_total)

案例2：求1~50之间，所有奇数的和

什么是奇数：所谓的奇数，就是不能被2整除的数字，数学中可以使用2n+1来表示奇数。(Python代码 => if 数值 % 2 != 0 代表它是一个奇数)

知识点：在while循环中，我们还可以结合if进行判断，筛选出符合条件的数据。

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# 需求2: 求1~50之间，所有奇数的和  不能被2 整除的 就是奇数(余数不为0)
# 思路: 1- 需要对 1~50进行遍历(循环)  2- 每循环一个 先判断是否为奇数, 如果是对其进行累加计算(在while循环外部定义一个初试累加变量)

# 1- 定义计数器
i = 1

# 2- 编写循环操作
# 2.2.1 先定义一个累加的初始变量
sum_odd = 0
while i <= 50:
    # 循环的主体要执行的代码块
    # 2.1 判断是否为奇数
    if i % 2 != 0:
        # 2.2 如果是奇数, 进行累加
        # 2.2.2 执行累加
        sum_odd += i

    # 3- 更新计数器
    i += 1
    
print(sum_odd)

循环中的两大关键词

两大关键词

在Python循环中，经常会遇到两个常见的关键词：break 与 continue

break：代表终止整个循环结构，一旦执行，直接退出循环，不再执行后续循环体内容。

continue：代表中止当前本次循环，跳过本次循环剩余内容，继续执行下一次循环。

  • 举个栗子
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举例：老师检查6本作业，检查完第一本，检查第二本…，这里"检查作业"的动作是不是重复执行？

场景一：如果检查过程中，发现第三本作业空白未写，无需再检查后续作业，直接停止检查，这里就是break控制循环流程，即终止此循环。

场景二：如果检查过程中，发现第三本作业有少量错误，标注错误后跳过这本，继续检查第四本作业，这里就是continue控制循环流程，即退出当前一次循环继而执行下一次循环代码。

6.1.1 break关键字

场景一：如果检查过程中，发现第三本作业空白未写，无需再检查后续作业，直接停止检查，这里就是break控制循环流程，即终止此循环。

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# 演示 break:  实现中断循环 直接退出循环操作
# 需求: 遍历从  1 ~ 50 , 要求 一旦值能够被15整除(除 15  余数为 0) 立即退出循环
# 1- 定义计数器
i = 1

# 2- 编写循环
while i <= 50:
    # 循环的主体内容
    # 如果值能够被15整除, 退出循环
    if i % 15 == 0:
        break

    print(i)

    # 3- 更新计数器
    i += 1

# 退出循环后, 执行后续的代码
print("循环已终止，退出程序")

6.1.2 continue关键字

场景二：如果检查过程中，发现第三本作业有少量错误，标注错误后跳过这本，继续检查第四本作业，这里就是continue控制循环流程，即退出当前一次循环继而执行下一次循环代码。

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# 演示 continue:  跳过本次循环, 进入下一次循环

# 需求: 遍历从  1 ~ 50 , 要求 如果遍历的值能够被 6 整除  将该值直接跳过不打印
# 1- 定义计数器
i = 1

# 2- 编写循环
while i <= 50:
    # 循环的主体内容
    # 如果能够被6整除, 将该值跳过 不打印
    if i % 6 == 0:
        # 更新计数器: 必须在continue前更新，否则会出现死循环
        i += 1
        continue

    print(i)

    # 3- 更新计数器
    i += 1

# 退出循环后, 执行后续的代码
print("循环执行完毕")

如果在使用continue的时候，不手工更新计数器会有什么后果呢？

答：会出现死循环（计数器一直停留在满足continue条件的数值上，永远无法满足循环结束条件），建议使用Debug调试工具观看执行过程。

死循环概念

在编程中一个靠自身控制无法终止的程序称为“死循环”，死循环会一直占用计算机资源，开发中应尽量避免。

在Python中，我们也可以使用while True来模拟死循环：

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# 注意 如果条件永久成立, 那么这个循环也被成为 死循环
while True:
    print("这是一个死循环，按Ctrl+C可强制终止")

while循环案例：猜数字

案例需求

编写一个Python程序，系统提前设定一个1到20之间的固定整数（如12），让用户反复输入数字猜测，每次输入后提示“猜大了”“猜小了”或“猜对了”，直到用户猜对为止，猜对后提示游戏结束，不使用任何异常相关知识。

实现思路

① 编写死循环，满足“猜对”条件后终止循环。

② 提前设定一个固定整数（如12）作为答案，无需随机生成（避开未学的random模块）。

③ 让用户输入数字，通过if判断输入数字与答案的大小关系，给出对应提示，猜对则终止循环。

代码实现

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# 演示 猜数字游戏（无random、无异常，适合未学相关知识的学生）
# 1- 提前设定固定答案（1~20之间），无需随机生成
answer = 12
# 2- 让用户反复猜测，写死循环方式
print("欢迎来到猜数字游戏！")
print("规则：系统已设定1~20之间的一个整数，猜对即可结束游戏，每次猜测会提示猜大或猜小～")
while True:
    # 2.1 让用户输入猜测的数字（直接转为整数，提示用户输入整数）
    user_guess = int(input("请输入你猜测的1~20之间的整数："))
    # 2.2 判断猜测结果，给出对应提示
    if user_guess == answer:
        print("恭喜你，猜对了！游戏结束～")
        # 猜对后终止循环
        break
    elif user_guess > answer:
        print("猜大了，再试试小一点的数字！")
    else:
        print("猜小了，再试试大一点的数字！")

扩展: 要求增加限制次数(3次), 并且要提示用户还剩余几次猜测机会: 仅做了解即可, 可以尝试写一写(对理解 while 和 if 很有作用)

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# 演示 猜数字游戏（限制次数版，无random、无异常）
# 1- 提前设定固定答案（1~20之间），无需随机生成
answer = 12
# 2- 定义猜测次数（限制3次）
guess_count = 1
# 3- 写死循环，控制猜测次数
print("欢迎来到猜数字游戏！")
print("规则：系统已设定1~20之间的一个整数，你有3次猜测机会，猜对即可获胜～")
while True:
    # 3.1 让用户输入猜测的数字，提示剩余次数
    user_guess = int(input(f"请输入你猜测的1~20之间的整数（剩余{3 - guess_count + 1}次机会）："))
    # 3.2 判断猜测结果，给出对应提示
    if user_guess == answer:
        print(f"恭喜你，猜对了！你在第{guess_count}次就猜对了，游戏结束～")
        break
    elif user_guess > answer:
        print("猜大了，再试试小一点的数字！")
    else:
        print("猜小了，再试试大一点的数字！")
    # 3.3 判断次数是否用完
    if guess_count >= 3:
        print(f"猜测次数已用完！正确答案是{answer}，游戏结束～")
        break
    # 计数器+1
    guess_count += 1

for循环基本语法及其应用

for循环基本语法

for循环结构主要用于（序列 => 字符串、列表、元组、集合以及字典）类型数据的遍历（循环）操作，无需手动定义和更新计数器，使用起来更简洁。

for循环主要用于序列类型数据的循环操作（遍历操作）

另外当循环次数已知的情况，建议使用for循环（比while循环更简洁）。

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for 临时变量 in 序列:
    重复执行的代码1
    重复执行的代码2

案例：使用for循环遍历字符串”python”

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# 演示: for基本使用
"""
    语法格式:  
        for 临时变量 in 序列:
            循环执行的代码块
        
        注意:
            临时变量的值 其实 就是 序列中每一个元素，循环次数等于序列的长度
"""
# 需求: 遍历一个字符串 :  python 
for char in "python":
    print(char)

使用Debug调试以上代码可知：for循环功能非常强大，可以自动判断序列的长度，长度为多少，则for循环就循环多少次。每次循环时，系统会自动将序列中的每个元素赋值给临时变量，赋值完成后，for循环内部会自动更新计数器，向后移动一位，继续循环，直至元素全部循环结束。

range方法（函数）

在Python3中 range() 函数返回的是一个可迭代对象（类型是对象）（由于我们还未学习面向对象，为了方便大家理解，你可以简单的将其理解为一个序列结构）

主要作用：用于生成一段连续的整数序列，方便配合for循环使用。

基本语法：

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range(stop)
range(start, stop, step)

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

案例：for循环与range方法，使用for循环，循环4次

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# 演示 range函数
# 作用: 帮我们生成一个连续的数字, 例如 0~3
# 语法:  range(起始值,结束值,步长)
#  起始值: 默认为  0   结束值: 必填的  在生成序列的时候, 不含结束值  步长: 默认为1 表示 数字与数字之间的间隔
# 需求: 生成 4以内的序列, 并且将每一个值打印出来
for num in range(0,4):
    print(num)

for循环案例

案例: 使用for循环，求1 ~ 50之间所有奇数的和

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# 需求: 求 1~50 之间 所有的奇数之和
sum_odd = 0
for num in range(1,51):
    if num % 2 != 0:
        sum_odd += num
print(sum_odd)

综合案例：使用for循环实现用户名+密码认证-作业

案例：用for循环实现用户登录

① 输入用户名和密码

② 判断用户名和密码是否正确（username=’student’，password=’python123’）

③ 登录仅有2次机会，超过2次会提示“登录失败，次数已用完”

分析：用户登陆情况有3种:

① 用户名错误(此时便无需判断密码是否正确) – 登陆失败

② 用户名正确 密码错误 –登陆失败

③ 用户名正确 密码正确 –登陆成功

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# 用户登录案例（for循环版）

# 1- 构建循环, 并且循环只能有 2次
for i in range(0,2):
    # 2: 让用户输入 用户名 和 密码
    user_name = input("请输入用户名:")
    user_pwd = input("请输入密码:")

    # 3: 判断 用户名和密码是否正确
    if user_name == 'student':
        if user_pwd == 'python123':
            print("恭喜您, 登录成功！")
            # 登录成功后, 直接退出循环
            break
        else:
            print(f"您输入的密码不正确, 您还剩余{1-i}次机会")
    else:
        print(f"您输入的用户名不正确, 您还剩余{1-i}次机会")
else:
    # 循环正常结束（未break），说明次数用完
    print("登录失败，次数已用完！")

for循环中的else结构

为什么需要在for循环中添加else结构

循环可以和else配合使用，else下方缩进的代码指的是当循环正常结束之后要执行的代码（即没有被break终止，完整执行完所有循环次数）。

强调：’正常结束’，非正常结束（如遇到break、程序异常），其else中的代码是不会执行的。

for循环结构中的else结构

基本语法：

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for 临时变量 in 序列:
    循环体
else:
    当for循环正常结束后，执行的代码

break关键字对for…else结构的影响

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str1 = 'python'
for i in str1:
    if i == 'h':
        print('遇h强制结束循环')
        break
    print(i)
else:
    print('循环正常结束之后执行的代码')

运行结果：只会打印p、y、t，然后打印“遇h强制结束循环”，else中的代码不会执行（因为循环被break终止，属于非正常结束）。

continue关键字对for…else结构的影响

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str1 = 'python'
for i in str1:
    if i == 'h':
        print('遇h不打印')
        continue
    print(i)
else:
    print('循环正常结束之后执行的代码')

运行结果：打印p、y、t、遇h不打印、o、n，最后打印“循环正常结束之后执行的代码”（continue只是跳过本次循环，循环整体正常结束）。

else结构整体演示

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# 演示: for循环结合else情况
"""
    语法:
        for 临时变量 in  序列:
            循环体
        else:
            当循环正常结束后, 需要执行的代码

    如果for循环中,
        通过break退出的循环, 那么就不会执行else语句的内容
        通过continue跳过当前循环, 对于else 不会有影响的
        在循环过程中程序出现异常(程序异常结束), else也不会执行
"""
# 需求: 循环输出从 1~6, 当循环正常结束后, 打印 循环完成
for i in range(1,7):
    # 当循环到3的时候, 强制退出循环（注释后可测试正常情况）
    # if i == 3:
    #     break

    # 当循环到3的时候, 跳过当前循环 进入下一次循环
    # if i == 3:
    #     continue
    # 异常情况（注释后可测试正常情况）
    # 1/0
    print(i)
else:
    print("循环结束了.....")

循环要求

  • 1- 能够分别使用 for和while 实现 1~50 循环操作
  • 2- 能够分别使用 for 和 while 完成 求 奇数之和的案例

双层循环

for循环里可以嵌套for循环以及while循环，while循环中也可以嵌套for循环和while循环

for循环嵌套for循环

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for 临时变量1 in 序列1:
	for 临时变量2 in 序列2:
        内层循环体

for循环嵌套while循环

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for 临时变量1 in 序列1:
    index = 初始值
	while index的判断条件:
        内层循环体

while循环嵌套while循环

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index = 初始值
while index的判断条件:
    index2 = 初始值
    while index2的判断条件:
        内层循环体

while循环嵌套for循环

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index = 初始值
while index的判断条件：
	for 临时变量 in 序列:
        内层循环体

双层循环经常用来控制双层遍历的情况，比如打印九九乘法表

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>双层循环，如果内层循环使用了break，break只能跳出
>它所在的循环，也就是内层循环

免费可打印九九乘法表 - Multiplication Chart

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演示双层循环实现九九乘法表
'''

'''
双层循环，如果内层循环使用了break，break只能跳出
它所在的循环，也就是内层循环
'''

'''
需求：
实现九九乘法表
思路:
1. 变量row控制行号,row从1到9结束,[1,9]
2. 变量col控制列号，col从1开始回到当前行号结束，[1,row]
3. 用外层循环控制行号的变化，内层循环控制列号的变化
for row in range(1,10):
    for col in range(1,row+1):
        pass
'''
for row in range(1,10):
    for col in range(1,row+1):
        # print(f'当前行号{row},当前列号{col}')
        print(f'{col} * {row} = {row * col}',end='\t')
    # print()默认输出换行符
    print()

print('#'*100)
'''
要求九九乘法表最多只输出到第3列
思路：
col为4的时候结束内层循环即可，外层循环继续
'''
for row in range(1,10):
    for col in range(1,row+1):
        # print(f'当前行号{row},当前列号{col}')
        print(f'{col} * {row} = {row * col}',end='\t')
        # 当col为4的时候结束内层循环，跳转到外层循环
        if col == 4:
            # break只能跳出它所在的循环(离他最近的循环)
            break
    # print()默认输出换行符
    print()
print('#'*100)

源码连接：

https://gitee.com/secondtonone1/python_-ai