Python循環(huán)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用場(chǎng)景詳解
前言
如果在程序中我們需要重復(fù)的執(zhí)行某條或某些指令,例如用程序控制機(jī)器人踢足球,如果機(jī)器人持球而且還沒(méi)有進(jìn)入射門(mén)范圍,那么我們就要一直發(fā)出讓機(jī)器人向球門(mén)方向奔跑的指令。當(dāng)然你可能已經(jīng)注意到了,剛才的描述中其實(shí)不僅僅有需要重復(fù)的動(dòng)作,還有我們上一個(gè)章節(jié)講到的分支結(jié)構(gòu)。
再舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,比如在我們的程序中要實(shí)現(xiàn)每隔1秒中在屏幕上打印一個(gè)"hello, world"這樣的字符串并持續(xù)一個(gè)小時(shí),我們肯定不能夠?qū)rint('hello, world')這句代碼寫(xiě)上3600遍,如果真的需要這樣做那么編程的工作就太無(wú)聊了。因此,我們需要了解一下循環(huán)結(jié)構(gòu),有了循環(huán)結(jié)構(gòu)我們就可以輕松的控制某件事或者某些事重復(fù)、重復(fù)、再重復(fù)的發(fā)生。
在Python中構(gòu)造循環(huán)結(jié)構(gòu)有兩種做法,一種是for-in循環(huán),一種是while循環(huán)。
for-in循環(huán)
如果明確的知道循環(huán)執(zhí)行的次數(shù)或者是要對(duì)一個(gè)容器進(jìn)行迭代(后面會(huì)講到),那么我們推薦使用for-in循環(huán),例如下面代碼中計(jì)算$\sum_{n=1}^{100}n$。
""" 用for循環(huán)實(shí)現(xiàn)1~100求和 Version: 0.1 Author: 唐唐 """ sum = 0 for x in range(101): sum += x print(sum)
需要說(shuō)明的是上面代碼中的range類型,range可以用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)不變的數(shù)值序列,而且這個(gè)序列通常都是用在循環(huán)中的,例如:
- range(101)可以產(chǎn)生一個(gè)0到100的整數(shù)序列。
- range(1, 100)可以產(chǎn)生一個(gè)1到99的整數(shù)序列。
- range(1, 100, 2)可以產(chǎn)生一個(gè)1到99的奇數(shù)序列,其中的2是步長(zhǎng),即數(shù)值序列的增量。
知道了這一點(diǎn),我們可以用下面的代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)1~100之間的偶數(shù)求和。
""" 用for循環(huán)實(shí)現(xiàn)1~100之間的偶數(shù)求和 Version: 0.1 Author: 唐唐 """ sum = 0 for x in range(2, 101, 2): sum += x print(sum)
也可以通過(guò)在循環(huán)中使用分支結(jié)構(gòu)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)相同的功能,代碼如下所示。
""" 用for循環(huán)實(shí)現(xiàn)1~100之間的偶數(shù)求和 Version: 0.1 Author: 唐唐 """ sum = 0 for x in range(1, 101): if x % 2 == 0: sum += x print(sum)
while循環(huán)
如果要構(gòu)造不知道具體循環(huán)次數(shù)的循環(huán)結(jié)構(gòu),我們推薦使用while循環(huán),while循環(huán)通過(guò)一個(gè)能夠產(chǎn)生或轉(zhuǎn)換出bool值的表達(dá)式來(lái)控制循環(huán),表達(dá)式的值為T(mén)rue循環(huán)繼續(xù),表達(dá)式的值為False循環(huán)結(jié)束。
下面我們通過(guò)一個(gè)“猜數(shù)字”的小游戲(計(jì)算機(jī)出一個(gè)1~100之間的隨機(jī)數(shù),人輸入自己猜的數(shù)字,計(jì)算機(jī)給出對(duì)應(yīng)的提示信息,直到人猜出計(jì)算機(jī)出的數(shù)字)來(lái)看看如何使用while循環(huán)。
""" 猜數(shù)字游戲 計(jì)算機(jī)出一個(gè)1~100之間的隨機(jī)數(shù)由人來(lái)猜 計(jì)算機(jī)根據(jù)人猜的數(shù)字分別給出提示大一點(diǎn)/小一點(diǎn)/猜對(duì)了 Version: 0.1 Author: 唐唐 """ import random answer = random.randint(1, 100) counter = 0 while True: counter += 1 number = int(input('請(qǐng)輸入: ')) if number < answer: print('大一點(diǎn)') elif number > answer: print('小一點(diǎn)') else: print('恭喜你猜對(duì)了!') break print('你總共猜了%d次' % counter) if counter > 7: print('你的智商余額明顯不足')
說(shuō)明: 上面的代碼中使用了break關(guān)鍵字來(lái)提前終止循環(huán),需要注意的是break只能終止它所在的那個(gè)循環(huán),這一點(diǎn)在使用嵌套的循環(huán)結(jié)構(gòu)(下面會(huì)講到)需要引起注意。除了break之外,還有另一個(gè)關(guān)鍵字是continue,它可以用來(lái)放棄本次循環(huán)后續(xù)的代碼直接讓循環(huán)進(jìn)入下一輪。
和分支結(jié)構(gòu)一樣,循環(huán)結(jié)構(gòu)也是可以嵌套的,也就是說(shuō)在循環(huán)中還可以構(gòu)造循環(huán)結(jié)構(gòu)。下面的例子演示了如何通過(guò)嵌套的循環(huán)來(lái)輸出一個(gè)九九乘法表。
""" 輸出乘法口訣表(九九表) Version: 0.1 Author: 唐唐 """ for i in range(1, 10): for j in range(1, i + 1): print('%d*%d=%d' % (i, j, i * j), end='\t') print()
練習(xí)
練習(xí)1:輸入一個(gè)數(shù)判斷是不是素?cái)?shù)。
""" 輸入一個(gè)正整數(shù)判斷它是不是素?cái)?shù) Version: 0.1 Author: 唐唐 Date: 2018-03-01 """ from math import sqrt num = int(input('請(qǐng)輸入一個(gè)正整數(shù): ')) end = int(sqrt(num)) is_prime = True for x in range(2, end + 1): if num % x == 0: is_prime = False break if is_prime and num != 1: print('%d是素?cái)?shù)' % num) else: print('%d不是素?cái)?shù)' % num)
練習(xí)2:輸入兩個(gè)正整數(shù),計(jì)算最大公約數(shù)和最小公倍數(shù)。
""" 輸入兩個(gè)正整數(shù)計(jì)算最大公約數(shù)和最小公倍數(shù) Version: 0.1 Author: 唐唐 Date: 2018-03-01 """ x = int(input('x = ')) y = int(input('y = ')) if x > y: x, y = y, x for factor in range(x, 0, -1): if x % factor == 0 and y % factor == 0: print('%d和%d的最大公約數(shù)是%d' % (x, y, factor)) print('%d和%d的最小公倍數(shù)是%d' % (x, y, x * y // factor)) break
練習(xí)3:打印三角形圖案。
""" 打印各種三角形圖案 * ** *** **** ***** * ** *** **** ***** * *** ***** ******* ********* Version: 0.1 Author: 唐唐 """ row = int(input('請(qǐng)輸入行數(shù): ')) for i in range(row): for _ in range(i + 1): print('*', end='') print() for i in range(row): for j in range(row): if j < row - i - 1: print(' ', end='') else: print('*', end='') print() for i in range(row): for _ in range(row - i - 1): print(' ', end='') for _ in range(2 * i + 1): print('*', end='') print()
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