Python基础03-循环结构

零、文章目录

Python基础03-循环结构

1、循环简介

（1）循环是什么

• 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。

（2）循环的作用

• 让代码高效的重复执行

（3）循环的分类

• 在Python中，循环结构分为while和for两种。

2、while循环

（1）基本语法

while 条件:
	条件成立重复执行的代码1
	条件成立重复执行的代码2
	......

'''
while循环三步走：
① 定义一个计数器，一般为i = 0或者i = 1
② 编写循环条件，如while i <= 100:
③ 在循环体内部（有缩进）更新计数器的值

举个栗子：循环输出100遍老婆大人，我错了
'''
# 定义一个计数器
i = 1
# 2、编写循环条件
while i <= 100:
    # 4、执行要循环打印的代码
    print('老婆大人，我错了！')
    # 3、在循环体内部（有缩进），更新计数器的值
    i += 1

（2）循环过程

• 初始状态
• 循环条件
• 循环体（要重复做的事情）
• 为下次循环作准备

'''
举个栗子：循环打印输出1-5
Debug工具有两步：
① 打断点
② 启动调试 => step over工具

使用Debug调试工具，了解while循环执行流程：
第一步：代码都是从上往下一行一行执行，所以先执行i = 1这一行代码
第二步：执行到while i <= 5这一行，对变量i进行判断，判断是否满足循环条件，如果满足，则继续向下执行，如果不满足，则
while循环执行结束，继续向下执行；由于 1 <= 5，所以执行到循环体的内部，输出i = 1，然后进行i += 1操作，此时i = 2
第三步：执行了i += 1以后，返回到while i <= 5位置，判断i是否小于5,2 <= 5，条件成立，继续往循环内部执行
....
直到i = 6时，条件不成立，则循环结束
'''
# 1、定义一个计数器
i = 1
# 2、编写一个循环条件
while i <= 5:
    # 编写要循环输出的代码
    print(i)
    # 3、在循环体内部（缩进）更新计数器的值
    i += 1

（3）案例

• 案例1：计算1-100累加和

'''
求1-100累加的结果，sum = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + ... + 97 + 98 + 99 + 100
sum = 5050
需求分析：
① 使用while循环输出1-100
② 定义一个变量，如sum = 0，在1-100循环的过程中，每循环1次往sum变量中追加一个元素值
i = 1，sum = 0 + 1
i = 2，sum = 0 + 1 + 2
i = 3，sum = 0 + 1 + 2 + 3
...
i = 100，sum = 0 + 1 + 2 + 3 ... + 97 + 98 + 99 + 100
'''
# 第一步：定义一个计数器
i = 1
# 第四步：定义变量，如sum = 0
sum = 0
# 第二步：编写循环条件
while i <= 100:
    # 第五步：把每次得到的变量i的值累加到变量sum中
    sum += i
    # 第三步：在循环体内容更新计数器的值
    i += 1
# 第六步：当所有循环（100次循环）结束后，输出最终结果sum
print(sum)

• 案例2：计算1-100偶数累加和

'''
偶数：在整数中，能被2整除的数字都称之为叫偶数；不能被整除的数字都称之为叫做奇数！
0 2 4 6 8 10都是偶数
1 3 5 7 9 11都是奇数
案例：求1-100之间所有偶数的和，sum = 2 + 4 + 6 + 8 + 10 ...
需求分析：
第一步：使用while循环输出1-100
第二步：判断哪些数字为偶数，如果是偶数则进行累加到变量sum = 0中
关键点：如何判断一个数字是偶数，判断这个数字是否能被2整除
数字变量 % 2 == 0，能被除尽
'''
# 1、定义一个计数器
i = 1
# 4、定义一个变量sum = 0，用于接收所有偶数的和
sum = 0
# 2、编写循环条件
while i <= 100:
    # 5、如何获取1-100之间，哪些数字为偶数
    if i % 2 == 0:
        sum += i
    # 3、在循环体内部更新计数器的值
    i += 1
# 6、当循环结束，则输出最终的结果
print(sum)

3、while中continue与break

（1）break与continue

• break和continue是循环中满足一定条件退出循环的两种不同方式
• 举例：一共吃5个苹果，吃完第一个，吃第二个…，这里"吃苹果"的动作是不是重复执行？
• 情况一：如果吃的过程中，吃完第三个吃饱了，则不需要再吃第4个和第5个苹果，即是吃苹果的动作停止，这里就是break控制循环流程，即终止此循环。
• 情况二：如果吃的过程中，吃到第三个吃出一个大虫子…,是不是这个苹果就不吃了，开始吃第四个苹果，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。

（2）break关键字

• break：表示终止整个循环结构

'''
在循环中，有这样一个关键字叫做break，代表终止整个循环结构
'''
# 1、定义一个计数器
i = 1
# 2、编写循环条件
while i <= 5:
    # 4、添加一个判断条件
    if i == 4:
        print('已经吃饱了，后面的苹果不吃了！')
        break
    print(f'正在吃第{i}个苹果！')
    # 3、在循环体内部更新计数器的值
    i += 1

• 输出

正在吃第1个苹果！
正在吃第2个苹果！
正在吃第3个苹果！
已经吃饱了，后面的苹果不吃了！

（3）continue关键字

• continue：表示退出当前一次循环继而执行下一次循环代码

'''
在循环中，有这样一个关键字叫做continue，代表中止本次正在执行的循环结构，继而进入下一次循环
'''
# 1、定义一个计数器
i = 1
# 2、编写循环条件
while i <= 5:
    # 4、添加一个判断条件
    if i == 3:
        print('不好，有大虫，这个苹果不吃了！')
        # 特别注意：在while循环中，continue关键字之前一定要手工更新一下计数器，否则就是一个死循环
        i += 1
        continue

    print(f'正在吃第{i}个苹果！')
    # 3、在循环体内部更新计数器的值
    i += 1

• 输出

正在吃第1个苹果！
正在吃第2个苹果！
不好，有大虫，这个苹果不吃了！
正在吃第4个苹果！
正在吃第5个苹果！

4、死循环

（1）死循环是什么

• 在编程中一个靠自身控制无法终止的程序称为“死循环”。

'''
什么是死循环呢？记住：一个通过自身控制无法终止的循环结构就被称之为死循环！
死循环产生的两种场景：
① 因为程序编写错误造成的死循环，目前遇到两种情况：
while循环三步走，丢弃了最后一步，更新计数器，则会造成死循环
在while循环中，使用continue关键字之前没有更新计数器的值，也会造成死循环
② 因为业务的需要，人为设计的死循环
基本语法：
while True:
    需要一直被执行的代码，可以缩进放在此位置
特别说明：死循环本身没有任何意义，如果想让其有意义必须要结合input()输入语句
'''
while True:
     print('你是风儿我是沙，缠缠绵绵到天涯...')

（2）猜数字案例

'''
需求：计算机从1 ~ 10之间随机生成一个数字，然后提示输入数字，如果我们输入的数字与随机数相等，则提示恭喜你，答对了。如果输入的数字比随机数大，则提示，猜大了。反之，则提示猜小了，一共有3次机会。
需求分析：
第一步：从1-10之间生成一个随机数字（要用到随机数）
第二步：使用循环，循环3次
第三步：进行条件判断，相等、比随机数大、比随机数小 => if多分支结构
while:
    while:
        break只能终止离它最近的循环结构，而没有办法终止所有循环
'''
# 1、让计算机从1-10之间随机生成一个数字
import random
randnum = random.randint(1, 10)

# 2、使用while实现死循环
while True:
    # 3、在循环体内部，提示用户输入要猜的数字
    usernum = int(input('请输入您要猜的数字：'))
    # 4、进行条件判断
    if usernum == randnum:
        print('恭喜您，猜对了')
        break
    elif usernum > randnum:
        print('很抱歉，猜大了')
    else:
        print('很抱歉，猜小了')

• 输出

请输入您要猜的数字：5
很抱歉，猜大了
请输入您要猜的数字：3
很抱歉，猜大了
请输入您要猜的数字：1
恭喜您，猜对了

5、for循环结构

（1）基本语法

for 临时变量 in 数据容器:
	重复执行的代码1
	重复执行的代码2
	......

'''
在Python代码中，循环结构一共有两大关键字：while循环 和 for循环
对于循环次数已知的情况，适合使用while循环（因为while循环有计数器）
对于循环次数未知的情况，如数据容器（字符串、列表、元组、字典、集合统称数据容器）的遍历，推荐使用for循环
所以for循环其实是专门用于实现对数据容器的遍历操作
什么是遍历操作？简单来说就是把数据容器中的数据一个一个查询出来的过程，我们就称之为遍历！

基本语法：
for 临时变量 in 数据容器:
    print(临时变量）
执行原理：
① 首先判断数据容器中有多少个元素，则for循环就要循环多少次
② 每次循环时，系统会自动将遍历得到的字符放入临时变量（临时变量一般起名叫做i）中，打印这个变量就相当于输出字符串中的
每一个字符
'''
str1 = 'mynameisly'
for i in str1:
    print(i)

• 输出

m
y
n
a
m
e
i
s
l
y

（2）range函数

• Python2 () 函数返回的是列表，而在Python3中 range() 函数返回的是一个可迭代对象（类型是对象），而不是列表类型， 所以打印的时候不会打印列表。
• 基本语法：

range(stop)
range(start, stop[, step])

start: 计数从 start 开始。默认是从 0 开始。例如range（5）等价于range（0， 5）;
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（0，5） 等价于 range(0, 5, 1)

'''
问题：for循环也是循环，能不能实现固定循环多少次，比如循环10次
答：默认情况下，for循环只能用于遍历数据容器。但是如果一定想要达到这个效果，可以使用range()方法

range(5) 等价于 range(0, 5, 1)，从0开始，到5结束（不包含5），每次前进1步
range(1, 11, 2) 生成一个容器，从1开始，每次前进2步，1 3 5 7 9
'''
# 使用for循环 + range()生成从0到4
for i in range(5):  # range(0, 5, 1)
    print(i)

• 输出

0
1
2
3
4

（3）案例

• 案例1：计算1-100累加和

'''
需求：使用for循环求1-100累加的和
'''
# 1、定义一个变量sum = 0，用于接收1-100累加的结果
sum = 0
# 2、编写一个for循环，从1循环到100
for i in range(1, 101):  # 只顾不顾尾
    sum += i
# 3、当循环结束，累加结束
print(sum)

• 案例2：计算1-100偶数累加和

'''
观察偶数特点：
① 能被2整除
② 相邻的偶数与偶数之间，差2位，2 4 6 8 10 12 14 ...
'''
# 第一种解法
# sum = 0
# for i in range(1, 101):
#     if i % 2 == 0:
#         sum += i
# print(sum)

# 第二种解法
sum = 0
for i in range(2, 101, 2):  # 2 4 6 8
    sum += i
print(sum)

6、for中的continue与break

（1）break与continue

• break和continue是循环中满足一定条件退出循环的两种不同方式

（2）break关键字

• break：表示终止整个循环结构

'''
break和continue是循环中满足一定条件退出循环的两种不同方式
记住：
break：满足一定条件，则终止整个循环结构
continue：满足一定条件，则中止本次循环，继而进入下一次循环
'''
# 1、定义一个字符串
str1 = 'mynameisly'
# 2、需求：遇到字符e则终止整个循环结构
for i in str1:
    # 添加一个判断条件，判断i是否等于字符'e'
    if i == 'e':
        print('遇到字符e则终止整个循环结构')
        break
    print(i)

（3）continue关键字

• continue：表示退出当前一次循环继而执行下一次循环代码

'''
break和continue是循环中满足一定条件退出循环的两种不同方式
记住：
break：满足一定条件，则终止整个循环结构
continue：满足一定条件，则中止本次循环，继而进入下一次循环
'''
# 1、定义一个字符串
str1 = 'mynameisly'
# 2、需求：遇到字符e则中止本次循环，继而进入下一次循环
for i in str1:
    # 添加一个判断条件，判断i是否等于字符'e'
    if i == 'e':
        print('遇到字符e则中止本次循环，继而进入下一次循环')
        continue  # 强调：for循环中的continue不需要更新计数器！
    print(i)

（4）案例

'''
案例：用for循环实现用户登录
① 输入账号和密码
② 判断账号和密码是否正确（username='admin'，password='admin888'），必须要同时匹配
③ 登录仅有三次机会，超过3次会报错
④ 如果用户登录失败，则提示用户名错误还是密码错误
⑤ 获取剩余的登录次数
'''
# 第五步：添加一个变量
trycount = 0
# 第一步：编写一个循环，只能循环3次
for i in range(3):
    # 第六步：手工更新登录次数
    trycount += 1
    # 第二步：接收账号与密码
    username = input('请输入您的账号：')
    password = input('请输入您的密码：')

    # 第三步：判断账号是否正确
    if username == 'admin':
        # 第四步：在账号正确的基础上，在判断密码是否正确
        if password == 'admin888':
            print('恭喜您，登录成功')
            break
        else:
            print('很抱歉，您的密码输入有误，请重新输入！')
            print(f'您还剩余{3-trycount}次登录机会！')

    else:
        print('很抱歉，您的账号输入有误，请重新输入！')
        print(f'您还剩余{3 - trycount}次登录机会！')

7、for循环中的else结构

（1）基本语法

for 临时变量 in 序列:
	重复执行的代码
	... 
else:
	循环正常结束之后要执行的代码

'''
在Python中，while循环/for循环都可以结合else语句结构，基本语法：
while 循环条件:
    pass
else:
    当循环正常结束后，要执行的代码！

for 临时变量 in 数据容器:
    pass
else:
    当循环正常结束后，要执行的代码！

问题1：什么情况代表正常结束？什么情况又是非正常结束？
答：在整个循环过程中，只要没有执行break关键字，循环都代表正常结束！

问题2：当循环正常结束后，else语句中的代码会被执行多少次？
答：只会被执行1次
'''
# 1、定义一个字符串
str1 = 'mynameisly'
# 2、使用for循环对str1进行遍历操作
for i in str1:
    # 3、添加一个判断条件，如果字符 == 'e'，终止整个循环
    if i == 'e':
        print('遇到字符e则终止整个循环结构')
        break
    print(i)
else:
    print('当循环正常结束后，else语句中的缩进代码会自动被执行1次！')

（2）案例

'''
案例：用for循环实现用户登录
① 输入账号和密码
② 判断账号和密码是否正确（username='admin'，password='admin888'），必须要同时匹配
③ 登录仅有三次机会，超过3次会报错
'''
# 第一步：编写一个循环，只能循环3次
for i in range(3):  # 0 1 2
    # 第二步：提示用户输入要登录的账号与密码
    username = input('请输入您的账号：')
    password = input('请输入您的密码：')

    # 第三步：对账号与密码进行判断，判断账号是否等于admin且密码是否等于admin888
    if username == 'admin' and password == 'admin888':
        print('恭喜您，登录成功!')
        break
    else:
        print('很抱歉，您的账号或密码输入有误，请重新输入！')
else:
    print('很抱歉，您的3次登录机会已用完，请10分钟以后再试！')

8、综合案例：报数字游戏（数7游戏）

（1）游戏规则

• 一些同学从1开始报数，当需要报出的数字尾数是7或者该数字是7的倍数时，则该同学跳过这个数字，不进行报数。所有同学都参与游戏后，游戏结束。如输入学生数量为50，游戏结束后，报数的同学数量为39。

（2）代码实现

'''
报数字（数7游戏）
一些同学从1开始报数，当需要报出的数字尾数是7或者该数字是7的倍数时，则该同学跳过这个数字，不进行报数。所有同学都参与游戏后，游戏结束。如输入学生数量为50，游戏结束后，报数的同学数量为39。
假设班级中一共有15个同学：
1 2 3 4 5 6 过 8 9 10 11 12 13 过 15
需求分析：
① 提示用户手工输入班级中同学的数量
② 使用for循环，循环班级中的每一个同学编号（1 - 50）
③ 关键点：如何判断这个编号是7的倍数或者尾数为7呢（17、27、37）？
if i % 7 == 0   7的倍数
if i % 10 == 7  尾数为7   17 % 10 = 7  27 % 10 = 7  37 % 10 == 7
④ 满足条件③则执行continue跳过操作
⑤ 定义变量，用于计数，统计报数的同学
'''
# 第一步：提示用户手工输入班级中同学的数量
num = int(input('请输入班级中同学的数量：'))  # 50
count = 0
# 第二步：使用for循环，从1开始，循环到num
for i in range(1, num + 1):
    # 第三步：如何判断这个编号是7的倍数或者尾数为7呢？
    if i % 7 == 0 or i % 10 == 7:
        continue
    # 第四步：使用count += 1进行计数
    count += 1
# 第五步：当循环结束，打印count的值就代表参与数数的同学数量
print(f'游戏结束，一共有{count}个同学，参数计数！')