Python程序设计基础教程课件 第08章 循环结构

第8章循环结构主要内容for循环while循环break和continue循环嵌套二维列表2for循环与while循环Python提供了两种循环结构，分别是for循环和while循环。for循环用于遍历序列（如列表、元组、字符串）或其他可迭代对象，执行指定的代码块。while循环用于在某个条件为真的情况下重复执行一段代码块。相同或不同的循环结构之间都可以互相嵌套，实现更为复杂的逻辑。38.1for循环4for

变量in

序列/可迭代对象:

循环体[else:

else子句]for循环语法：方括号内的else子句是可选的for循环流程:forxinseq: 循环体else: else子句5使用for循环时需要注意的要点:for循环适用于已知循环次数的场景，尤其适用于遍历一个序列或其他可迭代对象中的元素。for循环会自动遍历序列中的元素，变量x的值每次循环会自动更新。每次循环都要计算和比较序列的长度，如果在循环体中增加或删除了序列的元素，序列的长度也会相应地增加或减少。支持多变量同时赋值。6例1用for循环遍历列表中的每个元素，输出列表中的每个元素名称。fruits=['apple','banana','cherry']for

fruitinfruits:print(fruit)applebananaCherryperson={'name':'Dingli','age':20,'city':'Shanghai'}#对字典使用for循环，取到的值默认是字典的键forkinperson:#等同于forkinperson.keys():print("Keyis",k)#获取字典的值forvinperson.values():print("Valueis",v)#在for循环中使用2个变量，同时获取字典的键和值

fork,vinperson.items():print(k,":",v)KeyisnameKeyisageKeyiscityValueisDingliValueis20ValueisShanghainame:Dingliage:20city:Shanghai例2用for循环遍历字典中的每个元素，分别打印字典中键、值和键值对。9例3for循环支持多变量同时赋值，使用zip()函数中的元素进行多变量赋值。a=[1,2,3]b=['a','b','c']c=['张三','李四','王五']for

x,y,zinzip(a,b,c):print(x,y,z)#在for循环中使用2个变量，同时获取字典的键和值

1a张三2b李四3c王五

Enterastring:FudanUniversityFudanUniversity例4输入一个字符串，输出以空格间隔的字符序列。s=input('Enterastring:')str1=''foreachins:str1+=each+''print(str1)s=input('Enterastring:')foreachins:print(each,end='')方法二：方法一：12例5输入一个整数n，求Fibonacci数列的前n项。Fibonacci数列（0,1,1,2,3,5,8,13,21,..）从第3项开始，每一项都等于前两项之和。n=int(input("请输入您要生成的Fibonacci数列的项数："))a,b=0,1foriinrange(n):print(a,end="")a,b=b,a+b请输入您要生成的Fibonacci数列的项数：1001123581321348.2while循环13while

条件表达式:

循环体[else:

else子句]while循环语法：方括号内的else子句是可选的使用while循环时需要注意的要点:循环条件的初始化和更新：在进入循环前，需要确保循环条件中的变量初始化已经完成，变量的更新也需要在循环体中进行。避免死循环：如果循环条件的判断不当或者循环体内没有更新循环条件，就可能会导致死循环。适用场景：while循环一般用于循环次数难以提前确定的情况，如需要满足某个条件时才停止循环的场景，也可以用于循环次数确定的情况。14例6用while循环遍历列表中的每个元素，输出列表中的每个元素名称。fruits=['apple','banana','cherry']for

fruitinfruits:print(fruit)applebananaCherryfruits=['apple','banana','cherry']i=0while

i<len(fruits):print(fruits[i])i+=1与例1相比，for循环语句更简洁例7输入一个正整数n，求从1到n各数平方和，例如输入的整数为15，则求12+22+32+…+142+152的值。请输入一个整数：15

124012401240n=int(input("请输入一个正整数："))#方法一：用while循环i=1sum1=0whilei<=n:sum1=sum1+i*ii+=1#方法二：用for循环sum2=0foriinrange(1,n+1):sum2=sum2+i*i#方法三：用列表推导式产生n个整数的列表x=[i*iforiinrange(1,n+1)]sum3=sum(x)print(sum1,sum2,sum3)例8查找一个最小正整数，要求满足条件:被3除余2，被5除余3，被7除余4。关键：条件表达式的构造

num%3==2andnum%5==3andnum%7==453num=1

#从1开始检查whilenot(num%3==2andnum%5==3andnum%7==4):num+=1print(num)改用标志来控制循环num=1

#从1开始检查found=False#标志变量:是否已经找到whilenotfound:

ifnum%3==2andnum%5==3andnum%7==4:found=Trueelse:num+=1print(num)例9查找满足以下条件的前n个正整数:被3除余2，被5除余3，被7除余4。n由用户输入指定。total=int(input('Enteraninteger:'))keyList=[]

#存放结果的列表num=1

#从1开始检查count=0

#记录已经找到的合格数的个数whilecount<total:

ifnum%3==2andnum%5==3andnum%7==4:keyList.append(num)count+=1

num+=1#这条语句缩进会如何?print("这些数是:",end='')foreachinkeyList:print(each,end='')Enteraninteger:6这些数是:53158263368473578方法1:20total=int(input('Enteraninteger:'))keyList=[]num=1whilelen(keyList)<total:

ifnum%3==2andnum%5==3andnum%7==4:keyList.append(num)num+=1print("这些数是:",end='')foreachinkeyList:print(each,end='')方法2：省略保存合格数的个数count变量，用len(.)函数来计算列表长度。21total=int(input('Enteraninteger:'))

num=1

count=0print(“这些数是”,end=‘’)whilecount<total:

ifnum%3==2andnum%5==3andnum%7==4:

print(num,end='')#找到1个数,直接输出

count+=1

num+=1方法3：省略保存结果的keyList列表，找到合格的数据，直接输出。例10用户输入一个数，程序输出其平方数，重复上述过程，当用户输入0时，程序退出。Enteranumber:3(3)^2=9Enteranumber:2.5(2.5)^2=6.25Enteranumber:-3.2(-3.2)^2=10.240000000000002Enteranumber:0Goodbye!例10用户输入一个数，程序输出其平方数，重复上述过程，当用户输入0时，程序退出。x=eval(input('Enteranumber:'))

whilex:#x非零就循环

print('(',x,')^2=',x*x)x=eval(input('Enteranumber:'))

print('Goodbye!')例11计算1+2+3+…+9+10。i=1total=0whilei<=10:

total+=ii+=1print(total)total=0foriinrange(1,11):total+=iprint(total)total=0foriinrange(1,11):total+=I

i+=1

#会有什么影响print(total)55例12删除列表[1,2,1,2,1,1,1]中所有的1。x=[1,2,1,2,1,1,1]foriinx:

#i=x[index]

ifi==1:

x.remove(i)print(x)index<len(x)ifi==1:x.remove(i)print(x)Falseindex=0index=index+1i=x[index]True[2,2,1]列表x随着元素被删除而变化

每次循环处理的列表不一样.每插入/删除一个元素,该元素位置后面所有元素的索引都发生改变.for循环隐含的index不管列表是否变化,每次均自动增加1列表x(每次循环开始)隐含下标indexindex<len(x)i=x[index]列表x(每次循环结束)[1,2,1,2,1,1,1]00<7

True1[2,1,2,1,1,1][2,1,2,1,1,1]11<6

True1[2,2,1,1,1][2,2,1,1,1]22<5

True1[2,2,1,1][2,2,1,1]33<4

True1[2,2,1][2,2,1]44<3

False循环结束26x=[1,2,1,2,1,1,1]foriinx:

#i=x[index]

ifi==1:

x.remove(i)print(x)index<len(x)ifi==1:x.remove(i)print(x)Falseindex=0index=index+1i=x[index]True

x=[1,2,1,2,1,1,1]

i=0

whilei<len(x):

ifx[i]==1:

x.pop(i)#

在列表x中删除x[i]

else:

i=i+1

print(x)27方法1：使用while循环,用程序语句控制循环变量的变化。解决方法[2,2]列表x(每次循环开始)下标ii<len(x)x[i]列表x(每次循环结束)[1,2,1,2,1,1,1]00<7

True1[2,1,2,1,1,1][2,1,2,1,1,1]00<6

True2[2,1,2,1,1,1][2,1,2,1,1,1]11<6

True1[2,2,1,1,1][2,2,1,1,1]11<5

True2[2,2,1,1,1][2,2,1,1,1]22<5

True1[2,2,1,1][2,2,1,1]22<4

True1[2,2,1][2,2,1]22<3

True1[2,2][2,2]22<2

False循环结束28x=[1,2,1,2,1,1,1]

i=0

whilei<len(x):

ifx[i]==1:

x.pop(i)

else:

i=i+1

print(x)方法2：

从后往前遍历列表

x=[1,2,1,2,1,1,1]

n=len(x)#n=7

foriinrange(n-1,-1,-1):

ifx[i]==1:

x.pop(i)

#delx[i]29列表x(每轮循环开始)ix[i]列表x(每轮循环结束)[1,2,1,2,1,1,1]61[1,2,1,2,1,1][1,2,1,2,1,1]51[1,2,1,2,1][1,2,1,2,1]41[1,2,1,2][1,2,1,2]32[1,2,1,2][1,2,1,2]21[1,2,2][1,2,2]12[1,2,2][1,2,2]01[2,2][2,2]-1循环结束30方法3：仍然使用for循环,不在循环体中增加或删除了序列x的元素。[2,2]x=[1,2,1,2,1,1,1]y=[]foriinx:

#i=x[index]

ifi!=1:y.append(i)#将i添加到列表y中print(y)#x=y

#如果需要更新x,那么x=y，再输出x#print(x)8.3break/continue语句break和continue用于控制循环结构流程：break语句：当遇到break语句时，不管循环条件是否成立，立即退出所属层次的循环，并跳转到循环后面的语句。（对于循环嵌套，break只能退出一层循环，即break语句所属层次的循环）continue语句：跳过当次循环的剩余部分（忽略continue之后的语句），并立即进入下一次循环。31for循环while循环例13输入一个正整数n，求n以内能被17整除的最大正整数。num=int(input('输入一个正整数:'))foriinrange(num,0,-1):

ifi%17==0:print('%d以内能被17整除的最大正整数为%d'%(num,i))

breakelse:print('%d以内能被17整除的最大正整数无法找到'%num)输入一个正整数:500500以内能被17整除的最大正整数为493方法1：使用for循环输入一个正整数:1515以内能被17整除的最大正整数无法找到num=int(input('输入一个正整数:'))i=num

whilei%17:i-=1

ifi<17:print('%d以内能被17整除的最大正整数无法找到'%num)

break

else:print('%d以内能被17整除的最大正整数为%d'%(num,i))输入一个正整数:500500以内能被17整除的最大正整数为493方法2：使用while循环输入一个正整数:1515以内能被17整除的最大正整数无法找到例14判断一个数是否为素数。n=int(input('输入一个正整数(>1):'))flag=True

#flag为True-没有约数;为False-有约数i=2

#约数从2开始尝试whileflagandi<n:

#最多尝试到n-1

ifn%i==0:

#n能被i整除，说明n不是素数print('%d不是素数。'%n)

flag=False

#改变flag状态

else:i+=1

#尝试下一个数ifflag:

#循环结束,flag状态依然为True,说明n是素数print('%d是素数。'%n)输入一个正整数(>1):8989是素数。方法1：不用break，使用一个变量作为标志输入一个正整数(>1):123123不是素数。例14判断一个数是否为素数。n=int(input('输入一个正整数(>1):'))i=2

#约数从2开始尝试while

i<n:

#最多尝试到n-1

ifn%i==0:

#n能被i整除，说明n不是素数

print('%d不是素数。'%n)

break

#退出循环

else:

i+=1

#尝试下一个数else:#循环结束,flag状态依然为True,说明n是素数print('%d是素数。'%n)输入一个正整数(>1):8989是素数。方法2：使用break输入一个正整数(>1):123123不是素数。例15查找满足条件的最小正整数:被3除余2,被5除余3,被7除余4。（用break来实现例8）。num=1whileTrue:

#条件永远为真的循环

ifnum%3==2andnum%5==3andnum%7==4:

break

#找到就退出循环

else:#这个else与if对应num+=1#否则,考察下一个整数print(num)例8：num=1

#从1开始检查found=False

#标志变量:是否已经找到whilenotfound:

ifnum%3==2andnum%5==3andnum%7==4:found=Trueelse:num+=1print(num)53例16在例10中，输入一个数，程序输出其平方数；重复上述过程，当输入0时，程序退出。本示例要求当输入quit或exit时，退出程序。whileTrue:

#条件永远为真的循环x=input('Enteranumber:')ifx=="quit"orx=="exit":

break

#x为quit或exit时退出循环x=float(x)print('(',x,')^2=',x*x)print('Goodbye!')例10：Enteranumber:3(3.0)^2=9.0Enteranumber:-2.5(-2.5)^2=6.25Enteranumber:-1(-1.0)^2=1.0Enteranumber:quitGoodbye!x=eval(input('Enteranumber:'))whilex:

#x非零就循环

print('(',x,')^2=',x*x)x=eval(input('Enteranumber:'))print('Goodbye!')例17反复输入数据，当输入stop时,停止输入数据，计算已输入数据的总和，但是不计算负数。numbers=[]#保存输入的数据whileTrue:#条件永远为真的循环x=input('请输入一个数据（输入stop停止）：')

ifx=="stop":

break

#x为stop时退出循环x=float(x)#将字符转换为浮点数

ifx<0:print('负数不参与计算。')

continue

#后面的else语句不再执行，转到while语句

else:numbers.append(x)#不是负数，保存到numbers[]print('这些数字是：')foreachinnumbers:print(each,end='')print('\n总和是：',sum(numbers))请输入一个数据（输入stop停止）：10请输入一个数据（输入stop停止）：-3.6负数不参与计算。请输入一个数据（输入stop停止）：0请输入一个数据（输入stop停止）：3.5请输入一个数据（输入stop停止）：5请输入一个数据（输入stop停止）：stop这些数字是：10.00.03.55.0总和是：18.5警惕continue使用中的问题：条件表达式中的变量有没有更新？如果变量没有更新，会进入死循环。

40i=0

while

i<15:

ifi%2==0:

continue

#i没有更新，死循环

print(i,end='')

i+=1foriinrange(10):

ifi%2==0:

continue

print(i,end='')例18输出满足0≤i<15的所有奇数i。i=0

whilei<15:

ifi%2==0:

i+=1

#更新i的值

continue

print(i,end='')

i+=1

#更新i的值i=-1

whilei<14:

i+=1#更新i的值

ifi%2==0:

continue

print(i,end='')1357911138.4循环嵌套循环嵌套是指在循环体内再嵌套另一个循环，用来实现多层循环控制。for循环和while循环都可以嵌套，即for循环体中包含for循环，while循环体中包含while循环。for循环和while循环还可以相互嵌套。内层循环的代码需要比外层循环的代码更缩进。41循环嵌套例19一个示例来说明循环嵌套的程序执行流程。i=0whilei<3:

#外循环

forjinrange(4):#内循环print("i=",i,"j=",j)#内循环体i=i+1i=0j=0i=0j=1i=0j=2i=0j=3i=1j=0i=1j=1i=1j=2i=1j=3i=2j=0i=2j=1i=2j=2i=2j=3例20假设共有鸡、兔30只，脚96只，求鸡、兔各有多少只？forcocksinrange(31):

forrabbitsinrange(31):heads=cocks+rabbitsfeet=cocks*2+rabbits*4ifheads==30andfeet==96:print('鸡有%d只，兔有%d只。'%(cocks,rabbits))鸡有12只，兔有18只。for

cocksinrange(1,31):ifcocks*2+(30-cocks)*4==96:print('鸡有%d只，兔有%d只。'%(cocks,30-cocks))方法1：使用循环嵌套方法2：不用循环嵌套，减少循环次数，提高计算效率例21水仙花数是指1个三位的十进制数，其各位数字的立方和等于该数本身。如：153是水仙花数，因为153=13+53+33。输出全部水仙花数。forhundredsinrange(1,10):#百位数范围1~9

fortensinrange(10):

forunitsinrange(10):n=hundreds*100+tens*10+unitsifunits**3+tens**3+hundreds**3==n:print(n)153370371407方法1：使用循环嵌套例21水仙花数是指1个三位的十进制数，其各位数字的立方和等于该数本身。如：153是水仙花数，因为153=13

+53+33。输出全部水仙花数。forninrange(100,1000):#100~999units=n%10tens=n//10%10hundreds=n//100ifunits**3+tens**3+hundreds**3==n:print(n)方法2：不使用循环嵌套嵌套循环嵌套中的break和continuebreak和continue只能作用在所属层次的循环上，无法对上层循环起作用。break只能退出一层循环，即break语句所属层次的循环。47break#跳出外层循环例22输入一个正整数，输出小于等于该正整数的全部质数。m=int(input('输入一个正整数(>1):'))print("小于等于%d的全部质数为："%m)forninrange(2,m+1):#考察2～m之间的每个数n

foriinrange(2,n):#检查n是否有因子ifn%i==0:#只要n有一个因子,就不是质数

break

#不再继续检查n其他因子，退出内层for循环

else:#n没有因子,n就是质数print(n,end='')print()输入一个正整数(>1):53小于等于53的全部质数为：2357111317192329313741434753例23输入一个正整数，输出小于等于该正整数的最大质数。m=int(input('输入一个正整数(>1):'))forninrange(m,1,-1):

#从大到小考察m～2之间的每个数n

foriinrange(2,n):

#检查n是否有因子

ifn%i==0:

#只要n有一个因子,则不再继续检查n的其他因子

break

#退出内层for循环

else:#n没有因子,n就是要找的最大质数print("小于等于%d的最大质数为：%d"%(m,n))break

#退出外层for循环，结束整个循环嵌套输入一个正整数(>1):52小于等于52的最大质数为：47例24输出由1、2、3、4组成的每位数都不相同的所有三位数,一行显示5个数。digits=(1,2,3,4)count=0#计数器foriindigits:#枚举百位数

forjindigits:#枚举十位数

forkindigits:#枚举个位数ifi!=jandi!=kandj!=k:print(i*100+j*10+k,end='')count+=1ifcount%5==0:print()123124132134142143213214231234241243312314321324341342412413421423431432方法1：不采用continue例24输出由1、2、3、4组成的每位数都不相同的所有三位数,一行显示5个数。digits=(1,2,3,4)count=0foriindigits:

forjindigits:

ifi==j:

continue

forkindigits:

ifk==iork==j:

continue

print(i*100+j*10+k,end='')

count+=1

ifcount%5==0:print()方法2：采用continue循环结构优化合理使用break、continue语句可以优化循环结构，减少循环中不必要的计算操作，也可以避免不必要的循环次数。尽量减少循环内部不必要的计算，将与循环变量无关的代码尽可能地提取到循环之外。在循环嵌套中，应尽量减少内层循环中不必要的计算。52例25循环优化，减少内层循环中不必要计算的示例。importtimedigits=tuple(range(0,200))#优化前，所有的循环（共200*200*200次）都要做2次乘法和2次加法result=[]

#保存后面for循环生成的数据start=time.time()

#记录当前时间，即for循环开始时间foriindigits: