python中循环结构关键字,04.循环结构
## 循環結構
### 應用場景
如果在程序中我們需要重復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范圍，那么我們就要一直發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，剛才的描述中其實不僅僅有需要重復的動作，還有我們上一個章節講到的分支結構。再舉一個簡單的例子，比如在我們的程序中要實現每隔1秒中在屏幕上打印一個"hello, world"這樣的字符串并持續一個小時，我們肯定不能夠將`print('hello, world')`這句代碼寫上3600遍，如果真的需要這樣做，那么編程的工作就太無聊了。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松的控制某件事或者某些事重復、重復、再重復的去執行。
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(后面會講到)，那么我們推薦使用`for-in`循環，例如下面代碼中計算1~100求和的結果($\displaystyle \sum \limits_{n=1}^{100}n$)。
```Python
"""
用for循環實現1~100求和
Version: 0.1
Author: 駱昊
"""
sum = 0
for x in range(101):
sum += x
print(sum)
```
需要說明的是上面代碼中的`range`類型，`range`可以用來產生一個不變的數值序列，而且這個序列通常都是用在循環中的，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，其中的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。
```Python
"""
用for循環實現1~100之間的偶數求和
Version: 0.1
Author: 駱昊
"""
sum = 0
for x in range(2, 101, 2):
sum += x
print(sum)
```
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。
```Python
"""
用for循環實現1~100之間的偶數求和
Version: 0.1
Author: 駱昊
"""
sum = 0
for x in range(1, 101):
if x % 2 == 0:
sum += x
print(sum)
```
### 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”的小游戲(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。
```Python
"""
猜數字游戲
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
Version: 0.1
Author: 駱昊
"""
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('你的智商余額明顯不足')
```
> **說明：** 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后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。下面的例子演示了如何通過嵌套的循環來輸出一個九九乘法表。
```Python
"""
輸出乘法口訣表(九九表)
Version: 0.1
Author: 駱昊
"""
for i in range(1, 10):
for j in range(1, i + 1):
print('%d*%d=%d' % (i, j, i * j), end='\t')
print()
```
### 練習
#### 練習1：輸入一個數判斷是不是素數。
```Python
"""
輸入一個正整數判斷它是不是素數
Version: 0.1
Author: 駱昊
Date: 2018-03-01
"""
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)
```
#### 練習2：輸入兩個正整數，計算最大公約數和最小公倍數。
```Python
"""
輸入兩個正整數計算最大公約數和最小公倍數
Version: 0.1
Author: 駱昊
Date: 2018-03-01
"""
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
```
#### 練習3：打印三角形圖案。
```Python
"""
打印各種三角形圖案
*
**
***
****
*****
*
**
***
****
*****
*
***
*****
*******
*********
Version: 0.1
Author: 駱昊
"""
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()
```
總結
以上是生活随笔為你收集整理的python中循环结构关键字,04.循环结构的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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