Python100Days學習筆記---Day4循環結構

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,剛纔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(n=1100n\displaystyle \sum \limits_{n=1}^{100}n)。

"""
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(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0100的整數序列。
range(1, 100)可以產生一個199的整數序列。
range(1, 100, 2)可以產生一個199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。

"""
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。

"""
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,表達式的值爲True循環繼續,表達式的值爲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。

"""
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

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('你的智商餘額明顯不足')

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。

"""
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()

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