.1 while循環

循環語句是程序設計中常用的語句之一。任何編程語言都有while循環，Python也不例外。while循環的格式如下所示。

 while(表達式): 
     … 
 else: 
     … 

while循環的執行過程：當循環表達式為真時，依次執行while中的語句。直到循環表達式的值為False，程序的流程轉到else語句。其中else子句可以省略，表達式兩側的括號也可以省略。

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注意：while循環中的else子句也屬于循環的一部分，最后一次循環結束后將執行else子句。

下面這段代碼演示了while循環的使用。程序首先要求輸入5個數字，然后依次輸出這5個數字。

 # while循環 
 numbers = input("輸入幾個數字，用逗號分隔：").split(",") 
 print(numbers) 
 x = 0 
 while x < len(numbers):    # 當x的值小于輸入字數的個數的時候，執行循環內容     
     print (numbers[x]) 
     x += 1                  # 一個循環結束時給x加1 

【代碼說明】

• 第2行代碼使用input()捕獲輸入。按照提示輸入5個數字，并用逗號分隔。input()根據輸入的逗號，生成一個列表。
• 第3行代碼輸出列表numbers的內容。
• 第4行代碼定義變量x的值為0。
• 第5行代碼循環列表numbers。
• 第6行代碼輸出列表中第x+1個數字的值。
• 第7行代碼，每次循環使變量x增1。

下面【例3-6】中的這段代碼演示了else子句在while循環中的使用。當變量x的值大于0時，執行循環，否則輸出變量x的值。

【例3-6.py】

 # 帶else子句的while循環 
 x = float(input("輸入x的值："))   # 接收用戶輸入的數字并轉換為float類型 
 i = 0 
 while(x  != 0):                  # Python 3中的不等于不再使用<>，一律使用!= 
     if(x > 0): 
         x -= 1                  # 如果x大于0，則減1 
     else: 
         x += 1                 # 如果x小于0，則加1 
     ii = i + 1 
     print( "第%d次循環：%f" %(i, x)) 
 else: 
     print ("x等于0：", x) 

【代碼說明】

• 第2行代碼輸入變量x的值。
• 第3行代碼定義變量i，變量i表示循環次數。
• 第4行代碼，給出循環條件x != 0。如果x不等于0，則執行第5行代碼;否則，執行else子句的內容。
• 第5行代碼，判斷變量x的值是否大于0。
• 第6行代碼，如果x的值大于0，則每次循環都減1。
• 第7行代碼，判斷變量x的值是否小于0。
• 第8行代碼，如果x的值小于0，則每次循環都加1。
• 第9行代碼，每次循環使變量i的值加1。
• 第11行代碼，循環結束，else子句輸出變量x的值。輸出結果(假設輸入數字為0)：x等于0:0。

在使用循環語句時，應注意循環表達式的布爾值，避免出現死循環。死循環是指循環條件永遠為真的循環。例如：

 i = 1 
 while i > 0:     # i永遠大于0 
     ii = i + 1 
     print(i) 

這段代碼就是一個死循環，變量i的值永遠都大于0。

2. for循環

for循環用于遍歷一個集合，依次訪問集合中的每個項目。for循環的格式如下所示。

 for 變量 in 集合： 
     … 
 else： 
     … 

for…in…循環的執行過程：每次循環從集合中取出一個值，并把該值賦值給變量。集合可以是元組、列表、字典等數據結構。其中else子句可以省略。

注意：for循環中的else子句也屬于循環的一部分，最后一次循環結束后將執行else子句。

for…in…循環通常與range()函數一起使用，range()返回一個列表，for…in…遍歷列表中的元素。range()函數的聲明如下：

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

【代碼說明】

range()返回一個range對象，列表的元素值由3個參數決定：參數start表示列表開始的值，默認值為0;參數stop表示列表結束的值，該參數不可缺少;參數setp表示步長，即每次遞增或遞減的值，默認值為1。

下面【例3-7】中的這段代碼遍歷range()生成的列表，過濾出正數、負數和0。

【例3-7.py】

 # for in語句 
 for x in range(-1, 2): 
     if x > 0:  
         print ("正數：",x) 
     elif x == 0 :  
         print ("零：",x) 
     else: 
         print ("負數：",x) 
 else: 
    print ("循環結束") 

【代碼說明】

• 第2行代碼遍歷range(-1,2)生成的列表。range(-1,2)返回的3個數字分別為-1、0、1。每次循環結束，變量x的值依次為-1、0、1。
• 第3行代碼判斷變量x的值是否大于0。
• 第4行代碼輸出正數的值。輸出結果為“正數：1”。
• 第5行代碼判斷變量x的值是否等于0。
• 第6行代碼，輸出結果為“零：0”。
• 第8行代碼，輸出負數的值。輸出結果為“負數：-1”。
• 第9行代碼并沒有結束for循環，else子句執行后循環才結束。輸出結果為“負數：-1”。

在C、Java語言中，支持如下結構的for語句。

for(表達式1; 表達式2; 表達式3)  
語句塊 

Python不支持這樣的for循環。如果需要編寫類似功能的循環，可以使用while循環。例如：

 x = 0 
 while x < 5: 
     print(x) 
     xx = x + 2 

while循環的寫法比較瑣碎，需要比較判斷。因此，對此也可以使用for循環，借助range()函數來實現。例如：

 for x in range(0, 5, 2): 
     print (x) 

【代碼說明】

輸出的數字在[0,5)這個區間，不包括5。每次循環結束，x的值加2。輸出結果：

0 
2 
4 

這里只用了兩行代碼就實現了傳統for循環。如果要用條件表達式作為循環的條件，可以構造range()函數來實現。

3. break和continue語句

break語句可以使程序跳出循環語句，從而執行循環體之外的程序，即break語句可以提前結束循環。例如，模擬switch分支結構使用了break語句。

 operator = "+" 
  x = 1 
  y = 2 
  for case in switch(operator):   # switch只能用于for... in...循環中 
      if case('+'): 
          print (x + y) 
          break 
      if case('-'): 
          print (x - y) 
         break 
     if case('*'): 
         print (x * y) 
         break 
     if case('/'): 
         print (x / y) 
         break 
     if case():                      # 默認分支 
         print ("") 

【代碼說明】

第7行代碼中使用了break。當變量operator的值為“+”，則執行表達式x + y，然后中斷switch分支結構，后面的case分支都不會執行。此時輸出結果為3。后面的break作用相同。當匹配到某個case后，程序將跳出switch。

如果第一個case不使用break子句，程序將輸出兩個值，分別是3和-1。因為執行完輸出表達式x + y后，分支結構并沒有中斷，程序將流轉到下面一個case。然后繼續計算表達式x – y的值，遇到后面的break語句才退出分支結構。break語句在循環結構中也有類似的作用。【例3-8】中的這段代碼將從0到99中查找用戶輸入的值。

【例3-8.py】

 x = int(input("輸入x的值：")) 
 y = 0 
 for y in range(0, 100): 
     if x == y: 
         print ("找到數字：", x) 
         break 
 else: 
     print("沒有找到") 

【代碼說明】

• 第1行代碼捕獲用戶輸入的值，并把該值轉換為int類型，賦值給變量x。
• 第2行代碼定義一個變量y，變量y用于暫存需要遍歷的列表的值。
• 第3行代碼使用for…in…循環遍歷range(0, 100)返回的列表。range(0, 100)的返回值為0、1、2、…、99。
• 第4行代碼判斷輸入的值是否等于列表中的值。如果條件成立，輸出查找到的數字，并立即退出循環。循環結束，后面的else子句將不會被執行。
• 第7行代碼，當沒有找到輸入的值時，else子句后面的代碼將被執行。

注意：break語句不能運行在循環體或分支語句之外，否則，Python解釋器將提示如下錯誤。

SyntaxError: 'break' outside loop 

continue語句也是用來跳出循環的語句，但是與break不同的是，使用continue語句不會跳出整個循環體，只是跳出當前的循環，然后繼續執行后面的循環。

 x = 0 
 for i in [1,2,3,4,5]: 
     if x == i: 
     continue 
 x  += i 
 print("x的值為", x)     

【代碼說明】

• 第1行代碼將x賦值為0。
• 第2行代碼使用for...in...語句遍歷列表[1,2,3,4,5]。
• 第3行代碼將x與i進行比較，如果x與值i相等，則執行第4行的continue語句，停止當前循環，即不再執行第5行代碼，繼續執行下一個循環。
• 第6行代碼打印出最終的結果，輸出為12。