• Python(for和while)循环嵌套及用法


    Python 不仅支持 if 语句相互嵌套,while 和 for 循环结构也支持嵌套。所谓嵌套(Nest),就是一条语句里面还有另一条语句,例如 for 里面还有 for,while 里面还有 while,甚至 while 中有 for 或者 for 中有 while 也都是允许的。

    当 2 个(甚至多个)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。

    循环嵌套结构的代码,Python 解释器执行的流程为:

    1. 当外层循环条件为 True 时,则执行外层循环结构中的循环体;
    2. 外层循环体中包含了普通程序和内循环,当内层循环的循环条件为 True 时会执行此循环中的循环体,直到内层循环条件为 False,跳出内循环;https://www.furuihua.cn/pingtai/
    3. 如果此时外层循环的条件仍为 True,则返回第 2 步,继续执行外层循环体,直到外层循环的循环条件为 False;
    4. 当内层循环的循环条件为 False,且外层循环的循环条件也为 False,则整个嵌套循环才算执行完毕。


    循环嵌套的执行流程图如图 1 所示:


    循环嵌套的执行流程图
    图 1 循环嵌套的执行流程图


    下面程序演示了 while-for 嵌套结构:

    1. i = 0
    2. while i<10:
    3. for j in range(10):
    4. print("i=",i," j=",j)
    5. i=i+1
    由于程序输出结果篇幅太长,读者可自行拷贝代码并执行,观察其执行结果。

    可以看到,此程序中运用了嵌套循环结构,其中外循环使用的是 while 语句,而内循环使用的是 for 语句。程序执行的流程是:

    • 一开始 i=0,循环条件 i<10 成立,进入 while 外循环执行其外层循环体;
    • 从 j=0 开始,由于 j <10 成立,因此进入 for 内循环执行内层循环体,直到 j=10 不满足循环条件,跳出 for 循环体,继续执行 while 外循环的循环体;
    • 执行 i=i+1 语句,如果 i<10 依旧成立,则从第 2 步继续执行。直到 i<10 不成立,则此循环嵌套结构才执行完毕。


    根据上面的分析,此程序中外层循环将循环 9 次(从 i=1 到 i=9),而每次执行外层循环时,内层循环都从 j=0 循环执行到 j=9。因此,该嵌套循环结构将执行 9*10 = 90 次。

    嵌套循环执行的总次数 = 外循环执行次数 * 内循环执行次数


    事实上,if 语句和循环(while、for)结构之间,也可以相互嵌套,举个例子:

    1. i = 0
    2. if i<10:
    3. for j in range(5):
    4. print("i=",i," j=",j)

    程序执行结果为:

    i= 0  j= 0
    i= 0  j= 1
    i= 0  j= 2
    i= 0  j= 3
    i= 0  j= 4


    需要指明的是,上面程序演示的仅是 2 层嵌套结构,其实 if、while、for 之间完全支持多层( ≥3 )嵌套。例如:

    if ...:
        while ...:
            for ...:
                if ...:
                    ...

    也就是说,只要场景需要,判断结构和循环结构之间完全可以相互嵌套,甚至可以多层嵌套。

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