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Python基础_第3章_Python中的循环结构
2024-10-31 16:16

Python基础_第3章_Python中的循环结构

需求:输入三角形的3边,如果两边的长度大于第三条边,则代表是一个合法三角形


	

需求:世界杯案例,世界杯小组赛的比赛规则是我们的球队与其他三支球队进行比赛,然后根据总成绩(积分)确定出线资格。小组赛球队实力已知(提示用户输入各球队实力,我们通过一个数字表示。如果我们赢1局得3分,平一局得1分,输一局得0分,最终求球队总成绩。

我们的球队实力:20

1号球队的实力:10

2号球队的实力:20

3号球队的实力:30

如果:我们 > 1号球队,赢了,得3分

​ 我们 == 2号球队,平局,得1分

​ 我们 < 3号球队,输了,得0分

则小组赛最终结果 = 3 + 1 + 0 = 4分


	

知识点:布尔类型转换为整型,True => int(True) = 1,False => int(False) = 0。这是手工类型转换,在Python中,如果布尔类型参与算术运算,则会发生自动类型转换。

现实生活中,也有很多循环的应用场景

(1)食堂阿姨打菜:接过顾客的餐盘→询问菜品→打菜→递回餐盘,重复以上过程,直到所有顾客的菜都打完了

(2)快递员送快递:查看送件地址→赶往目的地→电话告知收件人→收件人签收→交快递件,重复以上过程,直到所有需要送的快递都处理完了。

(3)公交司机……

(4)作业流程……

……

以上场景都有一个共同的特点条件重复地做一件事,每一次做的事情不同但类似。

程序是为了解决实际问题的实际问题中存在着重复动作,那么程序中也应该有相应的描述,这就是循环

思考:假如我有个女朋友,有一天我们闹矛盾生气了,女朋友说:道歉,说100遍“老婆大人,我错了”。这个时候程序员会怎么做

:100遍print(‘老婆大人,我错了’)

太麻烦了,有没有更好的办法呢?我们难道print输出语句要复制粘贴100次嘛

:其实不用这么麻烦,以上输出代码中有很多重复的地方,我们只要重复执行100次相同的代码即可,这就是循环

循环的作用是什么

让代码高效的重复执行

在Python中,循环一共分为两大类:while循环与for循环

思考问题:while循环和for循环如何选择呢

① 对于循环次数已知的情况,建议使用while循环

② 对于循环次数未知的情况,建议使用for循环

在这里插入图片描述


	

普及小知识:在计算机程序中,计数器大部分都是从0开始的。

总结:while循环三步走

① 初始化计数器

② 编写循环条件(判断计数器是否达到了目标位置

③ 在循环内部更新计数器

while循环入门案例:使用while循环,循环输出100遍“老婆大人,我错了”


	

建议大家使用Debug调试工具,查看while循环的运行流程。


	

下断点,开始Debug调试

在这里插入图片描述

① 代码都是顺序执行,首先执行到第2行,对变量i进行赋值操作,初始值为0

② 当程序遇到while循环时,首先要把我们的计数器与循环条件进行比较i < 100,如果条件成立,则进入循环内部,执行内部代码。

③ 在循环体内部,针对本次循环进行计数器更新操作 i = i + 1或 i += 1

④ 更新完毕后,把更新后的计数器与循环条件再次进行比较i < 100,如果条件成立,继续进入循环内部,执行内部代码。

⑤ 直到,i更新后结果为100时,再次进行循环条件判断,发现不满足,则整个while循环结束。

while循环流程图

在这里插入图片描述

案例1:使用while循环求1…100的和

分析:定义一个while循环,让其可以帮助我们计算 1 + 2 + 3 + 4 + 5 … + 100,结果:5050

大问题拆解为小问题

① 使用while循环,循环100次


	

② 在循环体内部,累计求和


	

③ 最终代码


	

☆ 首先定义变量i和变量result,进行初始化赋值

☆ 判断变量i是否满足循环条件,如果满足循环条件,则进入到循环体内部,执行内部代码

思考:如何让变量i进行累加,然后赋予给result


	

第一次循环式,i = 1,result = 0,如果想获取累加的结构,则result = result + i


	

计数器更新,i += 1,i变成2,然后i <= 100,继续执行循环内部代码


	

依次类推


	

简写


	

案例2:求1~100之间,所有偶数的和

什么是偶数:所谓的偶数,就是能被2整除的数字就是偶数,数学中可以使用2n来表示偶数。(Python代码 => if 数值 % 2 == 0 代表它是一个偶数)

知识点:在while循环中,我们还可以结合if进行判断。

第一步:求出1~100之间,所有的偶数


	

第二步:在循环体中,引入if条件判断,判断变量i是否为一个偶数


	

第三步:引入result变量,初始值为0,然后对第二步中得到的所有偶数进行累加


	

	

问题的原因:在于i += 1缩进了2次,导致其和if形成了一个整体。while循环中计数器无法更新,最终导致以上代码出现了死循环。

在Python循环中,经常会遇到两个常见的关键词:break 与 continue

break:代表终止整个循环结构

continue:代表中止当前本次循环,继续下一次循环

举例:一共吃5个苹果,吃完第一个,吃第二个…,这里"吃苹果"的动作是不是重复执行

场景一:如果吃的过程中,吃完第三个吃饱了,则不需要再吃第4个和第5个苹果,即是吃苹果的动作停止,这里就是break控制循环流程,即终止此循环。

场景二:如果吃的过程中,吃到第三个吃出一个大虫子…,是不是这个苹果就不吃了,开始吃第四个苹果,这里就是continue控制循环流程,即退出当前一次循环继而执行下一次循环代码。

场景一:如果吃的过程中,吃完第三个吃饱了,则不需要再吃第4个和第5个苹果,即是吃苹果的动作停止,这里就是break控制循环流程,即终止此循环。


	

场景二:如果吃的过程中,吃到第三个吃出一个大虫子…,是不是这个苹果就不吃了,开始吃第四个苹果,这里就是continue控制循环流程,即退出当前一次循环继而执行下一次循环代码。


	

如果在使用continue的时候,不手工更新计数器会有什么后果呢

:会出现死循环,建议使用Debug调试工具观看

在编程中一个靠自身控制无法终止的程序称为“死循环”。

在Python中,我们也可以使用while True来模拟死循环


	

需求:计算机从1 ~ 10之间随机生成一个数字,然后提示输入数字,如果我们输入的数字与随机数相等,则提示恭喜你,答对了。如果输入的数字比随机数大,则提示,猜大了。反之,则提示猜小了,一共有3次机会。

分析:① 编写一个循环,循环3次。② 要从1 ~ 10之间选择一个随机数 ③ if分支判断


	

while嵌套很简单,六步全搞定


	

故事梗概:有天女朋友又生气了,惩罚:说3遍“老婆大人, 我错了”,这个程序是不是循环即可?但如果女朋友说:还要刷今天晚饭的碗,这个程序怎么书写


	

但如果女朋友还是生气,把这套惩罚要连续3天都执行,有如何书写程序


	

编写一个简单的while循环结构


	

所谓的while嵌套循环就是在while循环的基础上,把循环体代码更换为一层while循环,就组成了while嵌套循环。


	

结构如下

在这里插入图片描述

while循环嵌套执行流程口诀:在while循环嵌套的执行过程中外层循环1次,内层循环N次。(时钟 => 分针和秒针,分针就相当于外层循环,秒针就相当于内层循环

想具体了解while嵌套循环的执行流程,建议使用Debug调试。

循环嵌套的总次数 = 外层循环次数 * 内层循环次数

案例1:打印5行5列的正方形,单元格中使用*号进行填充 进行分隔

在这里插入图片描述

示例代码


	

使用Debug工具对while嵌套循环进行调试可知,在正方形案例中,外层的while主要用于控制行row信息,内层的wihle循环主要用于控制列信息col。

案例2:打印直角三角形,特征:一共有5行,第1行,有1列。第2行,有2列,第3,有3列。
在这里插入图片描述

分析:如果采用wihle循环嵌套,外层应该循环5次,内层循环次数有一定的规则

1 循环1次

2 循环2次

3 循环3次

4 循环4次

5 循环5次


	

案例3:使用while嵌套循环打印 9 x 9乘法表

在这里插入图片描述

第一步:使用while嵌套循环打印9行的直角三角形


	

第二步:把小星星换成具体的数值


	

for循环结构主要用于(序列 => 字符串、列表、元组、集合以及字典)类型数据的遍历(循环)操作。

for循环主要用于序列类型数据的循环操作(遍历操作

另外当循环次数未知的情况,建议使用for循环。


	

案例:使用for循环遍历字符串"itheima"


	

使用Debug调试以上代码可知:for循环功能非常强大,可以自动判断序列的长度,长度为多少,则for循环就循环多少次。每次循环时,系统会自动将序列中的每个元素赋值给变量i,赋值完成后,for循环内部会自动更新计数器,向后移动一位,继续循环,直至元素全部循环结束。

Python2 range() 函数返回的是列表,而在Python3中 range() 函数返回的是一个可迭代对象(类型是对象,而不是列表类型, 所以打印的时候不会打印列表。(由于我们还未学习面向对象,为了方便大家理解,你可以简单的将其理解为一个序列结构

主要作用:用于生成一段连续的内容,从0到9

基本语法


	

range有一个口诀:只顾头不顾尾,包含头部信息,但是不包含尾部信息,如range(10),则返回0~9之间的序列,又比如range(0, 5)代表返回0 ~ 4之间的序列。

案例:for循环与range方法,使用for循环,循环5次


	

案例1:使用for循环,求1 ~ 100的和


	

案例2:使用for循环,求1 ~ 100之间所有偶数的和


	

在循环结构中存在两个关键字:break和continue

break:主要功能是终止整个循环

案例:遇到字符’e’,则终止整个循环


	

continue:主要功能是中止当前循环,继续下一次循环

案例:遇到字符’e’,跳过循环,继续下一次循环


	

案例:用for循环实现用户登录

① 输入用户名和密码

② 判断用户名和密码是否正确(username=‘admin’,password=‘admin888’

③ 登录仅有三次机会,超过3次会报错

分析:用户登陆情况有3种:

① 用户名错误(此时便无需判断密码是否正确) – 登陆失败

② 用户名正确 密码错误 --登陆失败

③ 用户名正确 密码正确 --登陆成功


	

所谓for循环嵌套,就是一个for循环里面嵌套另外一个for循环的写法。

当循环结构相互嵌套时,位于外层的循环结构常简称为外层循环或外循环,位于内层的循环结构常简称为内层循环或内循环。

基本语法


	

案例:使用for循环嵌套实现打印九九乘法表

分析:外层循环主要用于控制循环的行数,内层循环用于控制列数


	

循环可以和else配合使用,else下方缩进的代码指的是当循环正常结束之后要执行的代码。

强调:‘正常结束’,非正常结束,其else中的代码时不会执行的。(如遇到break的情况

需求:女朋友生气了,要惩罚:连续说5遍“老婆大人,我错了”,如果道歉正常完毕后女朋友就原谅我了,这个程序怎么写


	

思考: 这个print是不是没有循环也能执行?那我们应该如何解决呢

:使用while…else结构


	

需求:女朋友生气,要求道歉5遍:老婆大人,我错了。道歉到第三遍的时候,媳妇埋怨这一遍说的不真诚,是不是就是要退出循环了?这个退出有两种可能性

① 更生气,不打算原谅,也不需要道歉了,程序如何书写

② 只一遍不真诚,可以忍受,继续下一遍道歉,程序如何书写


	

由运行结果可知,如果我们在while循环中,使用了break,一旦break语句执行了,则else语句则不会输出。


	

基本语法


	

	

	

在Python3版本中,新增加了一个模块叫做turtle(海龟,专门用于绘制图形图像


	

	

	

扩展:https://www.python123.io/index/turtles/latest

r循环正常结束后,返回的代码


	

	

在Python3版本中,新增加了一个模块叫做turtle(海龟,专门用于绘制图形图像

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