5.循环

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有些时候我们需要多次执行相同的任务，我们使用一个计数器来检查代码需要执行的次数。这个技术被称为循环。

一、实验目的

  • 循环语句
  • 循环控制
  • print() 函数的 end 参数
  • 列表
    • 索引
    • 切片
  • 元组

二、知识要点

1.循环语句
循环类型 描述
while 循环 在给定的判断条件为 true 时执行循环体，否则退出循环体。
for 循环 重复执行语句
嵌套循环 你可以在while循环体中嵌套for循环
  • while循环
    while 语句用于循环执行程序，即在某条件下，循环执行某段程序，以处理需要重复处理的相同任务。其基本形式为：
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while 判断条件(condition)：
    执行语句(statements)……

在Python中也可以使用while…else进行循环，当循环条件为false时执行else语句块，而当程序进行无线循环时可输入Ctrl+C终止。

  • for循环
    for循环可以遍历任何序列的项目，如一个列表或者一个字符串。语法格式为：
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for iterating_var in sequence:
   statements(s)

通常有如下三种形式：

  • 输出字符串中的每一个字符
  • 通过序列索引迭代
  • 循环使用 else 语句
2.循环控制语句
控制语句 描述
break 语句 在语句块执行过程中终止循环，并且跳出整个循环
continue 语句 在语句块执行过程中终止当前循环，跳出该次循环，执行下一次循环。
pass 语句 pass是空语句，是为了保持程序结构的完整性。

break是结束整个循环而continue是结束本次循环继续下次循环。

3.列表

列表是最常用的Python数据类型，它可以作为一个方括号内的逗号分隔值出现。列表的数据项不需要具有相同的类型。创建一个列表，只要把逗号分隔的不同的数据项使用方括号括起来即可。如下所示：

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list1 = ['physics', 'chemistry', 1997, 2000]
list2 = [1, 2, 3, 4, 5 ]
list3 = ["a", "b", "c", "d"]

3.1常用列表操作:

  • 访问列表中的值
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list1 = ['physics', 'chemistry', 1997, 2000]
list2 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ]
 
print ("list1[0]: ", list1[0])
print ("list2[1:5]: ", list2[1:5])

>>list1[0]:  physics
  list2[1:5]:  [2, 3, 4, 5]
  • 更新列表(append())：
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list = []          ## 空列表
list.append('Google')   ## 使用 append() 添加元素
list.append('Runoob')
print (list)

>>['Google', 'Runoob']
  • 替换列表元素
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letters = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g']
letters[2:5] = ['C', 'D', 'E']
print(letters)

>>['a', 'b', 'C', 'D', 'E', 'f', 'g']

letters[2:3]=[]
print(letters)

>>['a', 'b', 'D', 'E', 'f', 'g']
  • 删除列表元素(del)
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list1 = ['physics', 'chemistry', 1997, 2000]

print list1
del list1[2]
print ("After deleting value at index 2 : ")
print(list1）
      
>> ['physics', 'chemistry', 1997, 2000]
    After deleting value at index 2 :
   ['physics', 'chemistry', 2000]
  • Python列表截取
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L=['Google', 'Runoob', 'Taobao']
print(L[2],L[-2])

>>Taobao Runoob

3.2 列表所涉及的方法

方法
list.append(obj) 在列表末尾添加新的对象
list.count(obj) 统计某个元素在列表中出现的次数
list.extend(seq) 在列表末尾一次性追加另一个序列中的多个值（用新列表扩展原来的列表）
list.index(obj) 从列表中找出某个值第一个匹配项的索引位置
list.insert(index, obj) 将对象插入列表
list.pop([index=-1]) 移除列表中的一个元素（默认最后一个元素），并且返回该元素的值
list.remove(obj) 移除列表中某个值的第一个匹配项
list.reverse() 反向列表中元素
list.sort(cmp=None, key=None, reverse=False) 对原列表进行排序

3.3 列表脚本操作符

Python 表达式 结果 描述
len([1, 2, 3]) 3 长度
[1, 2, 3] + [4, 5, 6] [1, 2, 3, 4, 5, 6] 组合
[‘Hi!’] * 4 [‘Hi!’, ‘Hi!’, ‘Hi!’, ‘Hi!’] 重复
3 in [1, 2, 3] True 元素是否存在于列表中
for x in [1, 2, 3]: print x, 1 2 3 迭代

3.4 列表有关函数

函数
cmp(list1, list2) 比较两个列表的元素
len(list) 列表元素个数
max(list) 返回列表元素最大值
min(list) 返回列表元素最小值
list(seq) 将元组转换为列表
4.切片

切片

有关切片问题先看一段代码：

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num = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
print(num[1:8:1])  #越界输出
print(num[1:6:2])  #步长变化输出
print(num[-1:-6:-1])  #逆序输出
print(num[-6:-1])     #正序输出
print(num[1:-1])      #混合输出
print(num[1:])        #索引为1之后的所有元素
print(num[:-1])        #索引为-1之前的所有元素

结果为：

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[2, 3, 4, 5, 6, 7]
[2, 4, 6]
[7, 6, 5, 4, 3]
[2, 3, 4, 5, 6]
[2, 3, 4, 5, 6]
[2, 3, 4, 5, 6, 7]
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

如上面的代码与图片，终点是分清n维列表中的第一个元素索引为0，最后一个元素索引为n-1或-1，而对于起点和终点需要记住包括起点而不包括终点。

三、实验内容

1.for循环的常用形式
  • 代码：
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# 从字符串中提取
for i in 'python':
    print("The letter is:", i)
colors = ['red', 'blue', 'green']
for color in colors:
    print("The color is:", color)

# 通过序列索引迭代
cups = ['MoreLarge', 'Large', 'Small']
for count in range(len(cups)):
    print("The ", count + 1, " cup is:", cups[count])

# 循环用 else 语句
for num in range(10, 20):  # 迭代 10 到 20 之间的数字
    for i in range(2, num):  # 根据因子迭代
        if num % i == 0:  # 确定第一个因子
            j = num / i  # 计算第二个因子
            print('%d 等于 %d * %d' % (num, i, j))
            break  # 跳出当前循环
    else:  # 循环的 else 部分
        print(num, '是一个质数')
  • 结果：
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# 从字符串中提取
The letter is: p
The letter is: y
The letter is: t
The letter is: h
The letter is: o
The letter is: n
The color is: red
The color is: blue
The color is: green

# 通过序列索引迭代
The  1  cup is: MoreLarge
The  2  cup is: Large
The  3  cup is: Small

# 循环使用 else 语句
10 等于 2 * 5
11 是一个质数
12 等于 2 * 6
13 是一个质数
14 等于 2 * 7
15 等于 3 * 5
16 等于 2 * 8
17 是一个质数
18 等于 2 * 9
19 是一个质数
2.break与continue的使用
  • 代码：
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for i in range(1, 10):
    if i % 2 == 0:
        print("此时的i为偶数,输出i的值至控制台", end=" ")
        print("i=", i)
    elif i == 5:
        print("此时i为5结束整个循环")
        break
    else:
        print("此时i为奇数且不等于5，直接进行下一次循环")
        continue
        print("i=", i)
print("循环已结束，此时i=", i)
  • 结果：
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此时i为奇数且不等于5，直接进行下一次循环
此时的i为偶数,输出i的值至控制台 i= 2
此时i为奇数且不等于5，直接进行下一次循环
此时的i为偶数,输出i的值至控制台 i= 4
此时i为5结束整个循环
循环已结束，此时i= 5

不难看出，continue后的print("i=", i)并没有执行，而当执行break时程序直接结束了本层循环

3.双层循环中的break
  • 代码：
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n = 0
for i in range(1, 3):
    n += 1
    for j in range(1, 3):
        break
    print("第一次循环语句共执行了：", n, "次")
  • 结果：
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第一次循环语句共执行了： 1 次
第一次循环语句共执行了： 2 次

break只会结束掉本层循环

四、实验结果

1.去除字符串首尾的空格

代码：

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str_1 = str(input("Please input a string:"))
while str_1[:1] == ' ':
    str_1 = str_1[1:]
while str_1[-1:] == ' ':
    str_1 = str_1[:-1]
print(str_1)

结果：

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Please input a string:    hello world   
hello world

2.分别使用while、for计算如下问题：

计算幂级数：

用户进行输入x,当满足：

时，停止累加且输出多项式之和以及n的值。

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#for
x = float(input("Please input an integer:"))
result = 1.0
n = log = 1
for n in range(1, 100):
    log *= x / n
    result += log
    if log < 0.0001:
        break
print("No of Times= {} and Sum= {}".format(n+1, result))

#while
X = float(input("Enter the value of x: "))
N = term = num = 1
Result = 1.0
while N <= 100:
    term *= X / N
    Result += term
    N += 1
    if term < 0.0001:
        break
print("No of Times= {} and Sum= {}".format(N, Result))
  • 结果：
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Please input an integer:0.5
No of Times= 7 and Sum= 1.6487196180555554
Enter the value of x: 0.5
No of Times= 7 and Sum= 1.6487196180555554
3.乘法表

分别使用for、while打印十以内的乘法表

  • 代码：
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# for
for i in range(1, 11):
    for j in range(1, 11):
        print("{:5d}".format(i*j), end=" ")
    print()
print("*"*65)
# while
i = 1
while i < 11:
    n = 1
    while n <= 10:
        print("{:5d}".format(i * n), end=' ')
        n += 1
    print()
    i += 1
  • 结果：
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    6    12    18    24    30    36    42    48    54    60 
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    8    16    24    32    40    48    56    64    72    80 
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    4     8    12    16    20    24    28    32    36    40 
    5    10    15    20    25    30    35    40    45    50 
    6    12    18    24    30    36    42    48    54    60 
    7    14    21    28    35    42    49    56    63    70 
    8    16    24    32    40    48    56    64    72    80 
    9    18    27    36    45    54    63    72    81    90 
   10    20    30    40    50    60    70    80    90   100
4.斐波那契（Fibonacci）数列

输入一个整数n,接下来输出斐波那契亚数列的前n项。
注：斐波那契亚数列前两项都为1，第三项往后均为该项前两项之和。

  • 代码：
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Num_1 = int(input("请输入一个整数:"))
a = b = 1
c = 1
if Num_1 < 3:
    for j in range(Num_1):
        print("斐波那契亚数列第", j+1, "项是:", 1)
while Num_1 >= 3 and c < 3:
    print("斐波那契亚数列第", c, "项是:", 1)
    c += 1
for i in range(Num_1 - 2):
    a, b = b, a + b
    print("斐波那契亚数列第", i + 3, "项是:", b)
  • 结果
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请输入一个整数:10
斐波那契亚数列第 1 项是: 1
斐波那契亚数列第 2 项是: 1
斐波那契亚数列第 3 项是: 2
斐波那契亚数列第 4 项是: 3
斐波那契亚数列第 5 项是: 5
斐波那契亚数列第 6 项是: 8
斐波那契亚数列第 7 项是: 13
斐波那契亚数列第 8 项是: 21
斐波那契亚数列第 9 项是: 34
斐波那契亚数列第 10 项是: 55
5.棍子游戏

这是一个非常简单的游戏。这里有 21 根棍子，首先用户选 1 到 4 根棍子，然后电脑选 1到 4 根棍子。谁选到最后一根棍子谁就输。判断一下用户有赢的机会吗？如果没有的话，如何修改游戏规则可以使用户有赢的机会呢？特别说明：用户和电脑一次选的棍子总数只能是5。

  • 代码：
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sticks = 21

print("There are 21 sticks, you can take 1-4 number of sticks at a time.")
print("Whoever will take the last stick will loose")

while True:
    print("Sticks left: " , sticks)
    if sticks == 1:
        print("You took the last stick, you loose")
        break
    sticks_taken = int(input("Take sticks(1-4):"))
    if sticks_taken >= 5 or sticks_taken <= 0:
        print("Wrong choice")
        continue
    print("Computer took: " , (5 - sticks_taken) , "\n")
    sticks -= 5
  • 分析：
    本题目中在题目中的条件下，先手的人必输，因为后手的人只需凑够（21-1）的因数5即可，最后1根一定是先手的人拿到。

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目 录：Python学习

本文标题:5.循环

文章作者:小哲

发布时间:2020年03月07日 - 15:55

最后更新:2020年05月04日 - 12:06

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