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朱廣蔚 · 更新于 2021-03-24

Python 的循環控制語句

在代碼中有的時候我們需要程序不斷地重復執行某一種操作，例如我們需要不停的判斷某一列表中存放的數據是否大于 0，這個時候就需要使用循環控制語句。

1. while 循環語句

1.1 功能與語法

程序的循環結構允許多次執行相同的代碼塊，如下圖所示：

圖片描述

圖：while 循環結構

在循環結構中，程序的執行流程為：

  1. 判斷循環條件
  2. 如果為真，則執行循環中的代碼塊；執行后跳轉到步驟 1，重復第 1 步和第 2 步.
  3. 如果為假，則循環結束

Python 提供了 while 語句用于循環控制，語法如下：

while 條件:
    代碼塊

當循環條件為真時，程序會反復執行代碼塊，直至循環條件為假。

1.2 例子

編寫程序 while-loop.py，如下所示：

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預覽 復制
復制成功！
number = 1
while number <= 3:
    print(number)
    number = number + 1
print('END')
運行案例 點擊 "運行案例" 可查看在線運行效果
  • 在第 1 行，設置變量 number 的初值為 1
  • 在第 2 行，判斷變量 number 是否小于等于 3，執行 4 次條件判斷
    • 第 1 次條件判斷時，number 等于 1，打印 1，將 number 遞增為 2
    • 第 2 次條件判斷時，number 等于 2，打印 2，將 number 遞增為 3
    • 第 3 次條件判斷時，number 等于 3，打印 3，將 number 遞增為 4
    • 第 4 次條件判斷時，number 等于 4，循環結束，執行第 5 行，打印 END

程序輸出結果為：

1
2
3
END

2. for 循環語句

2.1 功能與語法

Python 提供了 for 語句用于遍歷序列中的元素，語法如下所示：

for 循環變量 in 序列:
    代碼塊

假設序列中包含有 N 個元素：A1、A2、…、An，使用 for 語句遍歷該序列的過程如下：

  • for 語句中的代碼塊會執行 N 次
  • 第 1 次執行時，循環變量的值為 A1
  • 第 2 次執行時，循環變量的值為 A2
  • …
  • 第 N 次執行時，循環變量的值為 An

for 語句用于遍歷序列中的元素，這里所講的序列是廣義的，可以是：

  • 列表
  • 元組
  • 集合
  • range 對象

2.2 遍歷列表

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for item in ['www', 'imooc', 'com']:
    print(item)
運行案例 點擊 "運行案例" 可查看在線運行效果

程序的輸出結果如下：

www
imooc
com

2.3 遍歷元組

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復制成功！
for item in ('www', 'imooc', 'com'):
    print(item)
運行案例 點擊 "運行案例" 可查看在線運行效果

程序的輸出結果如下：

www
imooc
com

2.4 遍歷集合

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復制成功！
for item in {'www', 'imooc', 'com'}:
    print(item)
運行案例 點擊 "運行案例" 可查看在線運行效果

程序的輸出結果如下：

www
imooc
com

2.5 遍歷 range 對象

Python 中 range 對象表示一定范圍的整數序列，它有兩種形式：

  • range (number) 表示區間 [0, number) 內的整數序列，該區間從 0 開始、到 number 結束，不包含 number。
  • range (start, end) 表示區間 [start, end) 內的整數序列，該區間從 start 開始、到 end 結束，不包含 end。
  1. 例子：遍歷 range (3)
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for item in range(3):
    print(item)
運行案例 點擊 "運行案例" 可查看在線運行效果

range (3) 表示 0、1、2 這三個整數構成的序列，程序的輸出結果如下：

0
1
2
  1. 例子：遍歷 range (1, 3)
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預覽 復制
復制成功！
for item in range(1, 3):
    print(item)
運行案例 點擊 "運行案例" 可查看在線運行效果

range (1,3) 表示 1、2 這兩個整數構成的序列，程序的輸出結果如下：

1
2

3. break 語句

3.1 功能與語法

在通常的循環中，當條件為假時，循環才會終止，有些情況下，希望能夠提前從循環中退出。Python 提供了
break 語句用于從循環中退出，如下圖所示：

圖片描述

圖：break 語句
  • 當條件為假時，循環結束，程序流程到達出口
  • 當條件為真時，執行條件為真的分支中的代碼塊
    • 如果代碼塊中包含有 break 語句
    • break 語句會中斷當前的循環執行流程，直接跳轉到程序的出口

3.2 例子

編寫程序檢測 number 是否為素數，將檢測結果保存在變量 is_prime 中，如下所示：

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復制成功！
number = 9
is_prime = True
factor = 2
while factor < number:
    print(factor)
    if number % factor == 0:
        is_prime = False
        break
    factor = factor + 1
print(is_prime)
運行案例 點擊 "運行案例" 可查看在線運行效果
  • 在第 1 行，設置 number 為 9，程序檢測 number 是否為素數
  • 在第 2 行，設置檢測結果 is_prime 初值為 True
  • 在第 3 行，設置循環變量 factor 為 2
    • 在第 4 行，判斷循環變量 factor 是否小于 number
    • 在第 9 行，循環變量 factor 自增 1
  • 在第 6 行，判斷 factor 是否是 number 的因子
    • 如果 factor 是 number 的因子，則 number 不是素數
    • 在第 6 行，將結果記錄在變量 is_prime 中
    • 在第 7 行，已經檢測到 number 不是素數，因此可以提前退出循環

運行程序，輸出結果如下：

2
3
False

4. continue 語句

4.1 功能與語法

在通常的循環中，循環塊中的語句是順序執行的，有些情況下，希望能夠跳過循環塊中的剩余語句。Python 提供了 continue 語句用于跳過循環塊中的剩余語句，如下圖所示：

圖片描述

圖：continue 語句
  • 當條件為假時，循環結束，程序流程到達出口
  • 當條件為真時，執行條件為真的分支中的代碼塊
    • 如果代碼塊中包含有 continue 語句
    • break 語句會中斷當前的循環執行流程，直接跳轉到循環條件處

4.2 例子

編寫程序計算列表中正數的累加和，代碼如下：

list1 = [1,2,3,4,5,6]
list1_sum = 0
for i in list1:
	if i % 2 != 0:
		continue
	list1_sum += i
print(list1_sum)
  • 在第 1,2 行，設定一個含有六個元素的列表，并定義一個結果變量；
  • 在第 3 行，使用 for 循環遍歷這個列表；
  • 在第 4 行，判斷元素是否是偶數，不是偶數則使用 continue 關鍵字跳出本次循環
  • 在第 6 行，能夠執行到這里說明元素是偶數，則追加到結果變量上。

程序運行的輸出結果如下：

12

5. else 語句

5.1 在 while 循環中使用 else 語句

while 語句中提供了 else 語句，語法如下：

while 條件：
    代碼塊 1
else:
    代碼塊 2
  • 當循環條件為真時，執行代碼塊 1
  • 當循環條件為假時，執行代碼塊 2

編寫程序 while-else.py，如下所示：

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復制成功！
number = 1
while number <= 3:
    print(number)
    number = number + 1
else:
    print('At the end:', number)
運行案例 點擊 "運行案例" 可查看在線運行效果

程序輸出結果為：

1
2
3
At the end: 4

5.2 在 for 循環中使用 else 語句

for 語句中提供了 else 語句，語法如下：

for 變量 in 序列:
    代碼塊 1
else:
    代碼塊 2
  • 當循環條件為真時，執行代碼塊 1
  • 當循環條件為假時，執行代碼塊 2

編寫程序 for-else.py，如下所示：

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復制成功！
for number in range(1, 4):
    print(number)
else:
    print('At the end:', number)
運行案例 點擊 "運行案例" 可查看在線運行效果

程序輸出結果為：

1
2
3
At the end: 3

5.3 一個有意義的例子

else 語句通常用于當循環非正常退出的場景中，一個有意義的例子如下：

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復制成功！
number = 9
factor = 2
while factor < number:
    print(factor)
    if number % factor == 0:
        is_prime = False
        break
    factor = factor + 1
else:
    is_prime = True
print(is_prime)
運行案例 點擊 "運行案例" 可查看在線運行效果

該程序檢測 number 是否為素數，將檢測結果保存在變量 is_prime 中

  • 在第 1 行，設置 number 為 9，程序檢測 number 是否為素數
  • 在第 2 行，設置循環變量 factor 為 2
    • 在第 3 行，判斷循環變量 factor 是否小于 number
    • 在第 8 行，循環變量 factor 自增 1
  • 在第 5 行，判斷 factor 是否是 number 的因子
    • 如果 factor 是 number 的因子，則 number 不是素數
    • 在第 6 行，將結果記錄在變量 is_prime 中
    • 在第 7 行，提前退出循環
  • 在第 9 行，依次測試 2、3、4、5、6、7、8 是否為 number 的因子
    • 如果都不是 number 的因子，則說明 number 是素數
    • 在第 10 行，將結果記錄在變量 is_prime 中

運行程序，輸出結果如下：

2
3
False

上述的例子，使用 for 循環改寫，如下所示：

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復制成功！
number = 9
for factor in range(2, number):
    print(factor)
    if number % factor == 0:
        is_prime = False
        break
else:
    is_prime = True
print(is_prime)
運行案例 點擊 "運行案例" 可查看在線運行效果

運行程序，輸出相同的結果，如下所示：

2
3
False

6. 小結

Python 中的循環控制語句只有 for 和 While 兩種，不同于 C 或者 Java 等其他編程語言還有 do…while。循環控制語句和分級結構語句一樣在工作中經常會用到。大家多想想在編程中有什么地方是需要用到 循環控制語句的，想到之后不妨用代碼實現一下。