12循環

1. 程序的三大流程

• 在程序開發中，一共有三種流程方式：
  • 順序 —— 從上向下，順序執行代碼
  • 分支 —— 根據條件判斷，決定執行代碼的 分支
  • 循環 —— 讓 特定代碼 重複 執行
    

2. while 循環基本使用

• 循環的作用就是讓 指定的代碼 重複的執行
• while 循環最常用的應用場景就是 讓執行的代碼 按照 指定的次數 重複 執行
• 需求 —— 打印 5 遍 Hello Python
• 思考 —— 如果要求打印 100 遍怎麼辦？

2.1 while 語句基本語法

初始條件設置 —— 通常是重複執行的 計數器

while 條件(判斷 計數器 是否達到 目標次數):
    條件滿足時，做的事情1
    條件滿足時，做的事情2
    條件滿足時，做的事情3
    ...(省略)...
    
    處理條件(計數器 + 1)

注意：

• while 語句以及縮進部分是一個 完整的代碼塊

第一個 while 循環

需求

• 打印 5 遍 Hello Python

    # 1. 定義重複次數計數器
    i = 1
    
    # 2. 使用 while 判斷條件
    while i <= 5:
        # 要重複執行的代碼
        print("Hello Python")
    
        # 處理計數器 i
        i = i + 1
    
    print("循環結束後的 i = %d" % i)

注意：循環結束後，之前定義的計數器條件的數值是依舊存在的

死循環

由於程序員的原因，忘記 在循環內部 修改循環的判斷條件，導致循環持續執行，程序無法終止！

2.2 賦值運算符

• 在 Python 中，使用 = 可以給變量賦值
• 在算術運算時，爲了簡化代碼的編寫，Python 還提供了一系列的 與 算術運算符 對應的 賦值運算符
• 注意：賦值運算符中間不能使用空格

  運算符 	描述           	實例                          
  =   	簡單的賦值運算符     	c = a + b 將 a + b 的運算結果賦值爲 c
  +=  	加法賦值運算符      	c += a 等效於 c = c + a        
  -=  	減法賦值運算符      	c -= a 等效於 c = c - a        
  *=  	乘法賦值運算符      	c *= a 等效於 c = c * a        
  /=  	除法賦值運算符      	c /= a 等效於 c = c / a        
  //= 	取整除賦值運算符     	c //= a 等效於 c = c // a      
  %=  	取 模 (餘數)賦值運算符	c %= a 等效於 c = c % a        
  **= 	冪賦值運算符       	c = a 等效於 c = c  a        

2.3 Python 中的計數方法

常見的計數方法有兩種，可以分別稱爲：

• 自然計數法（從 1 開始）—— 更符合人類的習慣
• 程序計數法（從 0 開始）—— 幾乎所有的程序語言都選擇從 0 開始計數

因此，大家在編寫程序時，應該儘量養成習慣：除非需求的特殊要求，否則 循環 的計數都從 0 開始

2.4 循環計算

在程序開發中，通常會遇到 利用循環 重複計算 的需求

遇到這種需求，可以：

1. 在 while 上方定義一個變量，用於 存放最終計算結果
2. 在循環體內部，每次循環都用 最新的計算結果，更新 之前定義的變量

需求

• 計算 0 ~ 100 之間所有數字的累計求和結果

    # 計算 0 ~ 100 之間所有數字的累計求和結果
    # 0. 定義最終結果的變量
    result = 0
    
    # 1. 定義一個整數的變量記錄循環的次數
    i = 0
    
    # 2. 開始循環
    while i <= 100:
        print(i)
    
        # 每一次循環，都讓 result 這個變量和 i 這個計數器相加
        result += i
    
        # 處理計數器
        i += 1
    
    print("0~100之間的數字求和結果 = %d" % result)

需求進階

• 計算 0 ~ 100 之間 所有 偶數 的累計求和結果

開發步驟

1. 編寫循環 確認 要計算的數字
2. 添加 結果 變量，在循環內部 處理計算結果

    # 0. 最終結果
    result = 0
    
    # 1. 計數器
    i = 0
    
    # 2. 開始循環
    while i <= 100:
    
        # 判斷偶數
        if i % 2 == 0:
            print(i)
            result += i
    
        # 處理計數器
        i += 1
    
    print("0~100之間偶數求和結果 = %d" % result)

3. break 和 continue

break 和 continue 是專門在循環中使用的關鍵字

• break 某一條件滿足時，退出循環，不再執行後續重複的代碼
• continue 某一條件滿足時，不執行後續重複的代碼

break 和 continue 只針對 當前所在循環 有效

3.1 break

• 在循環過程中，如果 某一個條件滿足後，不 再希望 循環繼續執行，可以使用 break 退出循環

    i = 0
    
    while i < 10:
    
        # break 某一條件滿足時，退出循環，不再執行後續重複的代碼
        # i == 3
        if i == 3:
            break
    
        print(i)
    
        i += 1
    
    print("over")

break 只針對當前所在循環有效

3.2 continue

• 在循環過程中，如果 某一個條件滿足後，不 希望 執行循環代碼，但是又不希望退出循環，可以使用 continue
• 也就是：在整個循環中，只有某些條件，不需要執行循環代碼，而其他條件都需要執行

    i = 0
    
    while i < 10:
    
        # 當 i == 7 時，不希望執行需要重複執行的代碼
        if i == 7:
            # 在使用 continue 之前，同樣應該修改計數器
            # 否則會出現死循環
            i += 1
    
            continue
    
        # 重複執行的代碼
        print(i)
    
        i += 1

• 需要注意：使用 continue 時，條件處理部分的代碼，需要特別注意，不小心會出現 死循環

continue 只針對當前所在循環有效

4. while 循環嵌套

4.1 循環嵌套

• while 嵌套就是：while 裏面還有 while

  while 條件 1:
  條件滿足時，做的事情1
  條件滿足時，做的事情2
  條件滿足時，做的事情3
  …(省略)…

    while 條件 2:
        條件滿足時，做的事情1
        條件滿足時，做的事情2
        條件滿足時，做的事情3
        ...(省略)...
    
        處理條件 2
    
    處理條件 1
  

4.2 循環嵌套演練 —— 九九乘法表

第 1 步：用嵌套打印小星星

需求

• 在控制檯連續輸出五行 *，每一行星號的數量依次遞增

    *
    **
    ***
    ****
    *****

• 使用字符串 * 打印

    # 1. 定義一個計數器變量，從數字1開始，循環會比較方便
    row = 1
    
    while row <= 5:
    
        print("*" * row)
    
        row += 1
    

第 2 步：使用循環嵌套打印小星星

知識點 對 print 函數的使用做一個增強

• 在默認情況下，print 函數輸出內容之後，會自動在內容末尾增加換行

• 如果不希望末尾增加換行，可以在 print 函數輸出內容的後面增加 , end=""

• 其中 “” 中間可以指定 print 函數輸出內容之後，繼續希望顯示的內容

• 語法格式如下：

  向控制檯輸出內容結束之後，不會換行

  print("*", end="")

  單純的換行

  print("")

end="" 表示向控制檯輸出內容結束之後，不會換行

假設 Python 沒有提供 字符串的 * 操作 拼接字符串

需求

• 在控制檯連續輸出五行 *，每一行星號的數量依次遞增

  **

  ---

  ---

  ---

開發步驟

• 1> 完成 5 行內容的簡單輸出
• 2> 分析每行內部的 * 應該如何處理？
  • 每行顯示的星星和當前所在的行數是一致的
  • 嵌套一個小的循環，專門處理每一行中 列 的星星顯示

    row = 1
    
    while row <= 5:
    
        # 假設 python 沒有提供字符串 * 操作
        # 在循環內部，再增加一個循環，實現每一行的 星星 打印
        col = 1
    
        while col <= row:
            print("*", end="")
    
            col += 1
    
        # 每一行星號輸出完成後，再增加一個換行
        print("")
    
        row += 1

第 3 步： 九九乘法表

需求 輸出 九九乘法表，格式如下：

    1 * 1 = 1	
    1 * 2 = 2	2 * 2 = 4	
    1 * 3 = 3	2 * 3 = 6	3 * 3 = 9	
    1 * 4 = 4	2 * 4 = 8	3 * 4 = 12	4 * 4 = 16	
    1 * 5 = 5	2 * 5 = 10	3 * 5 = 15	4 * 5 = 20	5 * 5 = 25	
    1 * 6 = 6	2 * 6 = 12	3 * 6 = 18	4 * 6 = 24	5 * 6 = 30	6 * 6 = 36	
    1 * 7 = 7	2 * 7 = 14	3 * 7 = 21	4 * 7 = 28	5 * 7 = 35	6 * 7 = 42	7 * 7 = 49	
    1 * 8 = 8	2 * 8 = 16	3 * 8 = 24	4 * 8 = 32	5 * 8 = 40	6 * 8 = 48	7 * 8 = 56	8 * 8 = 64	
    1 * 9 = 9	2 * 9 = 18	3 * 9 = 27	4 * 9 = 36	5 * 9 = 45	6 * 9 = 54	7 * 9 = 63	8 * 9 = 72	9 * 9 = 81

開發步驟

• 1. 打印 9 行小星星

    *
    **
    ***
    ****
    *****
    ******
    *******
    ********
    *********

將每一個 * 替換成對應的行與列相乘

    # 定義起始行
    row = 1
    
    # 最大打印 9 行
    while row <= 9:
        # 定義起始列
        col = 1
    
        # 最大打印 row 列
        while col <= row:
    
            # end = ""，表示輸出結束後，不換行
            # "\t" 可以在控制檯輸出一個製表符，協助在輸出文本時對齊
            print("%d * %d = %d" % (col, row, row * col), end="\t")
    
            # 列數 + 1
            col += 1
    
        # 一行打印完成的換行
        print("")
    
        # 行數 + 1
        row += 1

字符串中的轉義字符

\t 在控制檯輸出一個 製表符，協助在輸出文本時 垂直方向 保持對齊
\n 在控制檯輸出一個 換行符

製表符 的功能是在不使用表格的情況下在 垂直方向 按列對齊文本

  轉義字符	描述   
  \\  	反斜槓符號
  \'  	單引號  
  \"  	雙引號  
  \n  	換行   
  \t  	橫向製表符
  \r  	回車