十二、 python中的循环结构

我们要计算1+2+3的时候,可以直接写出来,但是计算1+2+3+···+100的时候,就不能写了。如果计算1到1亿的和,全写出来就有点不现实了。为了让计算机能计算出1到1亿的和,这时候就需要循环结构了。

python提供了两种循环结构,一种是while循环,另一种是for……in循环。

while循环

while循环的语句形式与if语句类似,执行语句需要使用四个空格作为缩进。

while (条件表达式1):
    执行语句1
    执行语句2

当程序执行到while循环的时候,先判断“条件表达式1”,如果为True,则执行下面的“执行语句1”,“执行语句2”,当两句都执行完毕后,再次判断“条件表达式1”,若为True,则继续执行下面的执行语句,若为False,则不执行下面的执行语句,循环结束。
举个例子,我们要计算1到5的和:

sum,i = 0,1  #sum=0, i=1
while i<=5:
    sum+=i  #sum=sum+i
    i+=1  #i=i+1
print('sum',sum)

在这段程序中,先将sum赋值为0,i赋值为1,然后进入循环结构。首先判断i<=5是真是假,为True,执行下面的循环体,也就是sum+=ii+=1,此时的sum等于1,i等于2,然后返回条件表达式i<=5,判断是否为真,如果为真,继续循环。如此往复,最后i=6,条件表达式为False,循环结束,此时的sum等于1+2+3+4+5的和。执行下一步打印sum,得到结果:

sum 15

这就是while循环。

for……in循环

python提供了一个for……in循环,这个循环非常强大。它主要是能将列表和元组中的元素迭代出来。与之前的while循环相同的是,需要使用四个空格作为缩进。

names = ['Tom', 'Jack', 'David']
for name in names:
    print(name)

打印结果:

Tom
Jack
David

我们可以看到names是一个列表,里面有三个字符串
使用for name in names后,name作为一个变量,随着循环的进行,依次代表names中的每一个元素。第一次循环的时候,name是'Tom',执行循环体,print(name),打印出'Tom';第二次循环时,name变为'Jack',打印出'Jack';第三次name变为'David',打印出'David'。至此,names中所有的元素已经按次序循环了一次,循环到此结束。

这就是for循环。

如果我们要计算1到5的和,那么只用写成:

sum = 0
for i in [1, 2, 3, 4, 5]:
    sum+=i
print('sum',sum)

打印的结果是:

sum 15

不过这么写的话就很麻烦,因为得把1到5全写出来,好在python提供了一个叫做range()的函数。

range(start, stop[, step]) -> range object

range()函数里面最多放三个数字,最少放一个。
当放1个数字的时候,代表stop这个参数。
当放2个数字的时候,代表start和stop这两个参数。
当放3个数字的时候,代表start,stop和step这三个参数。
使用range()函数后,会生成一个整数序列,这个序列不是列表,必须通过强制类型转换才能转换为列表。
举个例子:

print(range(5))
print(list(range(5)))

打印结果是:

range(0, 5)
[0, 1, 2, 3, 4]

我们可以看到range(5)就代表range(0,5),也就是一个从0到4的一个序列,这个与前面的切片类似,取前不取后,当只使用一个参数的时候,该数字作为stop的位置,start参数默认使用0,也就是从0到stop-1。当使用第三个的数字的时候,第三个数字作为step,步长,这个与前面的切片也是类似的。

print(range(0,11,2))
print(list(range(0,11,2)))

打印结果:

range(0, 11, 2)
[0, 2, 4, 6, 8, 10]

以上就是range()函数的用法。不用担心的是,range()函数生成的这个对象,这个有序序列,是可以直接用for……in进行迭代的。

for i in range(5):
    print(i)

打印结果:

0
1
2
3
4

所以我们在计算1到100的和的时候,可以使用如下的代码:

sum = 0
for i in range(101):
    sum+=i
print('sum:',sum)

可以看到打印结果:

sum: 5050

这就是使用for循环进行计算。

通常来说,for循环比while循环更加灵活,尤其是操作对象为列表,元组,字典等可迭代结构的时候,非常强大。

在做循环的时候,python提供了一个enumerate()函数,非常实用

a = ['Tom', 'Jack', 'Bob']
for index,value in enumerate(a):
    print(index, value)

打印结果:

0 Tom
1 Jack
2 Bob

enumerate()函数生成的是一个由多个元组组成的序列,每个元组里面都有两个元素,分别是当前元素是索引与当前元素。上面那个例子中,在每次循环中,都将元组中的两个值分别赋给了index和value,并分别打印出了这两个值。

以上就是python中的循环结构。

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