• Python笔记_第一篇_面向过程第一部分_6.循环控制语句(while 和 for)_


      承接条件控制语句。条件控制语句像大树一样有很多的之差,那条路径通(也就是表达式判断为True)就会往哪一个树杈去运行,万涓溪水汇成大河。对于常用的程序结构形式,还有一种这篇文章就会讲解,那就是循环控制语句。正如前面所说,程序的执行是由上而下,从左至右的运行方式,但是如果我们遇到一件事情:需要做的事情都相似,只是需要重复做很多遍,如果只有条件控制语句,一个小细节就要执行一遍,那就太蛋疼了,因此除了在实际工作中遇到像大树一样逻辑的思路,我们需要让程序这种由上而下,从左只有的运行过程中,执行到我们想要重复做很多遍的事情,让这种法则局部“失效”。来回去运行计算,然后运行计算完毕后,继续按照这种运行法则向下去执行,答案是肯定的:那就是循环语句。

      循环控制语句简介

      我们把循环控制语句比作一个圆圈,符合一个条件就循环一次,符合一个条件就循环一次。和条件控制语句一样,其循环控制语句也有一个原则,这个原则叫避免死循环

      死循环:

      也就是说,在一个循环体内,由于设置的表达语句一致符合某个条件,这样就跳不出这个圆圈而在里面一致执行(如果电脑不死机,一直执行到海枯石烂!)。所以切记在循环控制语句内一定要避免死循环的发生。

      循环控制语句在python中有两种形式一种叫while循环控制语句,另外一种叫for循环控制语句。while看起来逻辑上比较繁琐,但是不能这样说,各自在解决某些问题上,都有相对好的选择。

    第一部分: while 循环控制语句

      存在形式如下:

      (1)  num = 0   # 计数器初始化

        while num <=/< 表达式

          循环内容

          num += 1  # 计数器运行部分# while循环语句要加一个计数器

      (1)  num = 0   # 计数器初始化

        while num <=/< 表达式:

          循环内容

          num += 1  # 计数器运行部分

        else:  # 循环结束时执行这个位置

          语句

      解释如下

      其实这两种形式的区别就是后面增加了一个else:也就说形式(2) 整个循环体结束完毕后,再执行一个else:语句的内容。直白点儿说就是:“循环计算完毕,你还有什么话要说”?

      因此,单独解释一下形式(1)即可:

      计数器起到的作用就给定计数器一个初始值(这个变量名随便)随着表达式的内容一直为真,循环一直执行,每执行一次计数器累计一次,一直到累加表示部分为False了,整个循环体也就结束了。

      详细逻辑:当程序执行到while语句时,首先要计算表达式的值,如果表达式的值为假,那么结束整个while语句。如果表达式的值为真,则执行语句,执行完成语句再去结算表达式的值;如果表达式的值为假,结束整个while语句,如此循环往复,直到表达式的值为假才停止。对于此,举几个例子。

     

      举例1:循环计算列出1到5这几个数

    1 # 举例1
    2 num = 1
    3 while num <= 5:
    4     print(num, end="")
    5     num += 1
    6 # 输出结果:12345

      

      举例2:循环计算1到100累计值

     1 # 举例2
     2 # 计算1-100的累加求和
     3 sum = 0  # 初始化存放容器
     4 num1 = 1  # 初始化计数器
     5 while num1 <= 100:
     6     sum += num1
     7     num1 += 1
     8     # print(sum)
     9 print(sum)
    10 # 输出结果:5050

      举例3:循环把字符串中的每一个字符打印出来。

     1 # 举例3
     2 # 按顺序打印字符串中的每一个位置
     3 str = "Thomas is a good man"
     4 index = 0  # 计数器初始化
     5 while index < len(str):
     6     print("str[%d] = %s" % (index, str[index]))
     7     index += 1
     8 # 输出结果:
     9 # str[0] = T
    10 # str[1] = h
    11 # str[2] = o
    12 # str[3] = m
    13 # str[4] = a
    14 # str[5] = s
    15 # str[6] =     # 这里的空格也是字符串的一个字符
    16 # str[7] = i
    17 # str[8] = s
    18 # str[9] =     # 这里的空格也是字符串的一个字符
    19 # str[10] = a
    20 # str[11] =    # 这里的空格也是字符串的一个字符
    21 # str[12] = g
    22 # str[13] = o
    23 # str[14] = o
    24 # str[15] = d
    25 # str[16] =    # 这里的空格也是字符串的一个字符
    26 # str[17] = m
    27 # str[18] = a
    28 # str[19] = n

      举例4:把一句话循环打印3遍,最终用else:输出一句话来。

    1 # 举例4
    2 # while语句的第二种形式
    3 a = 1
    4 while a <= 3:
    5     print("Thomas is a good man")
    6     a += 1
    7 else:
    8     print("very very good")

      小结:在while循环控制语句中,一定要注意计数器的叠加情况。这个是控制while循环语句的重中之重。

    第二部分:for 循环控制语句

      存在形式如下:

      (1) for 变量名 in 集合:   # 集合可以是range,也可以是一个列表

          语句

      (2) for 变量名 in 集合:

          语句

        else:

          语句    # 只有上面的for循环正常执行完毕,执行下面的else:语句。

      解释如下:

      首先,for循环也是存在两种形式,和while循环一样,最后的else:也是for循环正常执行完毕,执行下面的else:语句。不同点是:for 循环是通过一个变量名在一个集合里面去按照顺序的遍历一遍,遍历结束后这个for 循环体也就结束了。可以理解为:按照顺序取集合中的每一个元素,赋值给变量(这里看明白了,赋值给变量的意思是这个变量的值如果集合没有遍历完毕,一致按照顺序去赋值给变量进行判断,然后复制给变量进行判断,这个赋值的过程,其实我们前面接触到的print遍历一组数,字符,元组等,其实变量的值是处于不断赋值的过程,所以才能让print去打印。)如此循环往复。直到取完这个集合中的元素截止调出循环。

      其次,这里我们看到用到前面所说的range(开始,结束,步长(默认为1)函数,另外后面和这个集合也可以用一个列表[1,2,3,4...]来表示。这就好像我去篮子里面拿鸡蛋,知道拿出最后一个鸡蛋for循环语句也就结束了。

      最后,这里用到了前面说到的成员运算符in ,not in,其实还可用not,is ,is not身份运算符等。其实这里就是个亿逻辑判断。

      这里我们把range函数在说一下:

      函:range

        语:range(self, [,start] [,end] [,step])

          用:start--计数起始位置,end--计数结束位置,step--为计数的步长;如果range内为一个数值,默认表示时从0开始到这个数值,步长为1。这里的range也可以理解为列表生成器,生成数列,注意:所有的集合都是从0开始的序列(如果没有要求的话)

      举例1:把前面while循环语句的1-5个数打印出来,用for循环来表示

    1 # 举例1
    2 # 遍历打印
    3 for i in [1, 2, 3, 4, 5]:
    4     print(i, end="")
    5 print("
    ")
    6 # 输出结果:12345

      举例2:遍历2-20,步长为2的结果。

    1 # 举例2
    2 # 遍历从2-20,步长为2的结果
    3 for k in range(2, 20, 2):
    4     print(k, end="")
    5     print(" ", end="")
    6 print("k的值是: %d" % k)
    7 print("
    ")
    8 # 输出结果:2 4 6 8 10 12 14 16 18 k的值是: 18

      举例3:遍历整个字符串。

    1 # 遍历字符串
    2 fruits = ['banana', 'apple',  'mango']
    3 for fruit in fruits:        # 第二个实例
    4    print ('当前水果 :', fruit)
    5 # 输出结果:
    6 # 当前水果 : banana
    7 # 当前水果 : apple
    8 # 当前水果 : mango

      从这些例子里面可以看出,“遍历”的思路是循环结构中最长使用的方式方法,对于遍历我们前面也讲过一个函数叫enumerate函数,整个函数叫枚举函数,也就是在遍历的时候去记录现在遍历到第几个了。我们把这个函数再复习一下:

      函:enumrate

        语:enumrate(x, [,startNum])

          用:这里的x为枚举哪一个集合,其中startNum可以不写,默认是从0开始的。如果写的话像这样:

            默认:0 就从0 1 2 3 4 5 6 7...这样记录遍历到第几个了。

            设置:1 就是1 2 3 4 5 6 7 8...这样记录遍历到第几个。

            就是一个开始编号的意思。

      举例4:枚举1-5个数。

     1 # 举例4
     2 # enumerate(x,[,start]) 枚举函数,start枚举开始数字
     3 # 作用:
     4 for index, m in enumerate([1, 2, 3, 4, 5], 1):
     5     # index,m = 下标,元素,for 循环也可以用交换使赋值方式
     6     print(index, m)
     7 # 输出结果:
     8 # 1 1
     9 # 2 2
    10 # 3 3
    11 # 4 4
    12 # 5 5

    第三部分: 迭代器(Iterator)

      迭代器这部分内容分可迭代对象和迭代器。其实迭代器从从思想上理解就是循环的一种简写方式

      可迭代对象:

        可迭代对象:可直接作用于for循环的对象统称为可迭代对象(Iterable,表示可迭代的)

      迭代器

        迭代器:不带可以作用于for循环,还可以被next函数不断调用并返回一个值,直到最后跑出一个stopIteration错误表示无法继续返回下一个值。

            可以被next()函数调用并不断返回下一个值的对象成为迭代器。

      函:isinstance()

        语:range(对象,识别类型)

          用:这个函数可以识别iterable那些可以迭代,iterator那些可以作为迭代器。

    from collections.abc import Iterable,Iterator
    
    # 那些可以作为迭代对象 print(isinstance([],Iterable)) print(isinstance((),Iterable)) print(isinstance({},Iterable)) print(isinstance("",Iterable)) print(isinstance((x for x in range(10)),Iterable)) print(isinstance(1,Iterable)) # 迭代器有哪些? print(isinstance([],Iterator)) print(isinstance((),Iterator)) print(isinstance({},Iterator)) print(isinstance("",Iterator)) print(isinstance((x for x in range(10)),Iterator)) # 这是一个迭代器 print(isinstance(1,Iterator))

      我们从返回值可以看出,除了1不能作为迭代对象,其他都可以作为迭代对象;但是iterator能作为迭代器的只有迭代表达式。

      补充说明:

      我们需要导入一个collections库才能用isinstatnce函数,但是在Python3更高级的版本中调用这个库会产生错误。因为这个库的名字已经更改了。

      旧版:from collections import iterable,iterator

      新版:  from collections.abc import iterable,iterator   # 增加了一个abc后缀,这里要特别说明。

      函:iter()

        语:iter(把什么内容变成可迭代内容,)

          用:如果当前的内容不是要给迭代器,那么我们可以把什么内容转换为迭代器,后面内容不是唯一的用逗号进行分割。

      函:next()

        语:next(迭代器句柄)

          用:这个函数不是可以一次一次的进行迭代。

      举例说明:

    # 迭代形式的使用
    l = (x for x in range(5))
    print(next(l))
    print(next(l))
    print(next(l))
    print(next(l))
    print(next(l))
    # print(next(l)) # 报错了
    # 返回0 1 2 3 4 迭代了4次
    # 这里的迭代格式为x for x in range()
    
    # 使用迭代器,转换想要迭代的内容
    a = iter([1,2,3,4,5])
    print(next(a))
    print(next(a))
    print(next(a))
    print(next(a))
    print(next(a))
    # 返回 1 2 3 4 5 迭代了5次
    
    
    # 案例:
    endstr = "end"
    line = "	"
    str1 = ""
    for str in iter(input,endstr):
        str1 = str1 + str
        if str == endstr:
            break
        str1 = str1 + line
    print("您输入的内容是:%s" %str1)
    
    # 解释:iter生成一个迭代内容(input,endstr),在这就好比一个循环内容,到最后一个循环
    # endstr的时候结束,也就是说一直循环input1,input2,input3...,endstr最后一个输入
    # end字符串结束
    
    # 输出内容:
    # Thomas
    # is
    # a
    # good
    # man
    # end
    # 您输入的内容是:Thomas	is	a	good	man	

      因此我们可以看到迭代器不光可以迭代数据类型,还可以迭代一个函数,最后一个例子当中迭代了input这个函数

    第三部分:生成器(generator)

       生成器我们要记住一个函数叫做yeild,这个函数是相对于return这个来讲的。return这个表示函数结束并返回,yield这个表示暂停的意思。我们通过段函数来说明这个问题:

      第一段:正常的return

    def r(n):
        print("Hello,return")
        while n>0:
            print("before return")
            return n
            n -= 1
            print("after return")
    r(3)
    # 返回值:
    # Hello,return
    # before return

      我们可以看到碰到return整个值就反回了,不在执行。

      第二段:改为yield的代码

    def y(n):
        print("Hello,yield")
        while n>0:
            print("before yield")
            yield n
            n -= 1
            print("after yield")
    yy = y(3)
    yy.__next__()  # 注意:在python2,next前后是没有双划线的
    yy.__next__()
    yy.__next__()
    yy.__next__()  # 报错,执行到第三遍
    # 返回值:
    # Hello,yield
    # before yield
    # before yield
    # after yield
    # before yield
    # after yield
    # StopIteration # 报错,执行到第三遍

    总结:

      这样这两个循环体就解释完了,总结有一下两点注意:

      1. for语句中的"for 表达式 in 集合:"这句话是两句话的缩写
      第一句:表达式1 = 集合中的第一个元素,表达式2 = 集合中的第一个元素 ... ...实际是一个赋值语句
      第二句:当全部赋值完毕结束整个for循环语句
      因此:遍历过程其实是把整个赋值后的表达式打印出来,但是这个值的位置只有一个,赋值——覆盖——赋值——覆盖——最后一个运算值。

      2. 既然是表达式赋值方式,所以for循环也可用交互式赋值方式。

      3. 同样for的表达式后也要加上“:”

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