五天學會Python基礎02（上）

循環結構

應用場景

如果在程序中我們需要重複的執行某條或某些指令，例如用程序控制機器人踢足球，如果機器人持球而且還沒有進入射門範圍，那麼我們就要一直髮出讓機器人向球門方向奔跑的指令。

當然你可能已經注意到了，剛才的描述中不僅僅有需要重複的動作，還需要用到上一章講的分支結構。

再舉一個簡單的例子，我們要實現一個每隔1秒中在屏幕上打印一次"hello, world"並持續打印一個小時的程序，我們肯定不能夠直接把print('hello, world')這句代碼寫3600遍，如果真的要這樣做，那麼編程的工作就太無聊乏味了。

因此，我們還需要了解一下循環結構，有了循環結構我們就可以輕鬆的控制某件事或者某些事重複、重複、再重複的去執行。

在Python中構造循環結構有兩種做法，一種是for-in循環，一種是while循環。

for-in循環

如果明確的知道循環執行的次數或者要對一個容器進行迭代（後面會講到），那麼我們推薦使用for-in循環，例如下面代碼中計算1~100求和的結果。

<code> 
"""
用for循環實現1~100求和
"""

sum = 
0
for
 x 
in
 range(
101
):
    sum += x
print(sum)
/<code>

需要說明的是上面代碼中的range(101)可以用來構造一個從0到100的取值範圍，這樣就可以構造出一個整數的序列並用於循環中，例如：

• range(101)可以產生一個0到100的整數序列。
• range(1, 100)可以產生一個1到99的整數序列。
• range(1, 100, 2)可以產生一個1到99的奇數序列，其中2是步長，即數值序列的增量。

知道了這一點，我們可以用下面的代碼來實現1~100之間的偶數求和。

<code>
"""
用for循環實現1~100之間的偶數求和
"""

sum = 
0
for
 x 
in
 range(
2
, 
101 
, 
2
):
    sum += x
print(sum)
/<code>

也可以通過在循環中使用分支結構的方式來實現相同的功能，代碼如下所示。

<code>
"""
用for循環實現1~100之間的偶數求和
"""

sum = 
0
for
 x 
in
 range(
1
, 
101
):
    
if
 x % 
2
 == 
0
:
        sum += x
print(sum)
/<code>

while循環

如果要構造不知道具體循環次數的循環結構，我們推薦使用while循環。

while循環通過一個能夠產生或轉換出bool值的表達式來控制循環，表達式的值為True循環繼續，表達式的值為False循環結束。

下面我們通過一個“猜數字”的小遊戲（計算機出一個1~100之間的隨機數，人輸入自己猜的數字，計算機給出對應的提示信息，直到人猜出計算機出的數字）來看看如何使用while循環。

<code>
"""
猜數字遊戲
計算機出一個1~100之間的隨機數由人來猜
計算機根據人猜的數字分別給出提示大一點/小一點/猜對了
"""

import
 random

answer = random.randint(
1
, 
100
)
counter = 
0
while
 
True
:
    counter += 
1
    number = int(input(
'請輸入: '
))
    
if
 number < answer:
        print(
'大一點'
)
    
elif
 number > answer:
        print(
'小一點'
)
    
else
:
        print(
'恭喜你猜對了!'
)
        
break
print(
'你總共猜了%d次'
 % counter)
if
 counter > 
7
:
    print(
'你的智商餘額明顯不足'
)
/<code> 

上面的代碼中使用了break關鍵字來提前終止循環，需要注意的是break只能終止它所在的那個循環，這一點在使用嵌套的循環結構（下面會講到）需要引起注意。

除了break之外，還有另一個關鍵字是continue，它可以用來放棄本次循環後續的代碼直接讓循環進入下一輪。

和分支結構一樣，循環結構也是可以嵌套的，也就是說在循環中還可以構造循環結構。

下面的例子演示瞭如何通過嵌套的循環來輸出一個九九乘法表。

<code>
"""
輸出乘法口訣表(九九表)
"""

for
 i 
in
 range(
1
, 
10
):
    
for
 j 
in
 range(
1
, i + 
1
):
        print(
'%d*%d=%d'
 % (i, j, i * j), end=
'\t'
)
    print()
/<code> 

練習

練習1：輸入一個正整數判斷是不是素數。

提示：素數指的是隻能被1和自身整除的大於1的整數。

參考答案：

<code>
"""
輸入一個正整數判斷它是不是素數
"""
from
 math 
import
 sqrt

num = int(input(
'請輸入一個正整數: '
))
end = int(sqrt(num))
is_prime = 
True
for
 x 
in
 range(
2
, end + 
1
):
    
if
 num % x == 
0
:
        is_prime = 
False
        
break
if
 is_prime 
and
 num != 
1 
:
    print(
'%d是素數'
 % num)
else
:
    print(
'%d不是素數'
 % num)
/<code>

練習2：輸入兩個正整數，計算它們的最大公約數和最小公倍數。

參考答案：

<code>
"""
輸入兩個正整數計算它們的最大公約數和最小公倍數
"""

x = int(input(
'x = '
))
y = int(input(
'y = '
))
 
if
 x > y:
     
    x, y = y, x
 
for
 factor 
in
 range(x, 
0
, 
-1
):
    
if
 x % factor == 
0
 
and
 y % factor == 
0
:
        print(
'%d和%d的最大公約數是%d'
 % (x, y, factor))
        print(
'%d和%d的最小公倍數是%d'
 % (x, y, x * y // factor))
        
break
/<code> 

練習3：打印如下所示的三角形圖案。

<code>
*
**
***
***
*
*****
/<code>

<code>
    *
   
**
  
***
 
***
*
*****
/<code>

<code>
    *
   
***
  
*****
 
*****
**
*****
***
*
/<code>

參考答案：

<code>
"""
打印三角形圖案
"""

row = int(input(
'請輸入行數: '
))
for
 i 
in 
 range(row):
    
for
 _ 
in
 range(i + 
1
):
        print(
'*'
, end=
''
)
    print()


for
 i 
in
 range(row):
    
for
 j 
in
 range(row):
        
if
 j < row - i - 
1
:
            print(
' '
, end=
''
)
        
else
:
            print(
'*'
, end=
''
)
    print()

for
 i 
in
 range(row):
    
for
 _ 
in
 range(row - i - 
1
):
        print(
' '
, end=
''
)
    
for
 _  
in
 range(
2
 * i + 
1
):
        print(
'*'
, end=
''
)
    print()/<code>

關鍵字: end while break