4.3 循环语句
日常生活中很多问题都无法一次解决，如盖楼，所有高楼都是一层一层建起来的。还有，有些事物必须周而复始地运转才能保证其存在的意义，例如，公交车、地铁等交通工具必须每天在同样的时间往返于始发站和终点站之间。类似这样的反复做同一件事的情况，称为循环。循环主要有两种类型：
重复一定次数的循环，称为计次循环，如for循环。
一直重复，直到条件不满足时才结束的循环，称为条件循环。只要条件为真，这种循环会一直持续下去，如while循环。下面将对这两种类型的循环分别进行介绍。
说明
在其他语言（如C、C++、Java等）中，条件循环还包括do…while循环。但是，在Python中没有do…while循环。
4.3.1 while循环
while循环是通过一个条件来控制是否要继续反复执行循环体中的语句。
语法如下：
while 条件表达式:
循环体
说明
循环体是指一组被重复执行的语句。
图4.15 while循环语句的执行流程图
当条件表达式的返回值为真时，则执行循环体中的语句，执行完毕后，重新判断条件表达式的返回值，直到表达式返回的结果为假时，退出循环。while循环语句的执行流程如图4.15所示。
我们以现实生活中的例子来理解while循环的执行流程。在体育课上，体育老师要求同学们沿着环形操场跑圈。要求听到老师吹的哨子声时就停下来。同学们每跑一圈，可能会请求一次老师吹哨子。如果老师吹哨子，则停下来，即循环结束。否则继续跑步，即执行循环。
下面通过一个具体的实例来解决4.1节给出的应用场景中的第二个要素：依次尝试符合条件的数。此时，需要用到第一个要素确定是否符合条件。
【例4.5】 解决黄蓉难倒瑛姑的数学题（while循环版）。（实例位置：资源包\TM\sl\04\05）
使用while循环语句实现从1开始依次尝试符合条件的数，直到找到符合条件的数时，才退出循环。具体的实现方法是：首先定义一个用于计数的变量number和一个作为循环条件的变量none（默认值为真），然后编写while循环语句，在循环体中，将变量number的值加1，并且判断number的值是否符合条件，当符合条件时，将变量none设置为假，从而退出循环。具体代码如下：
运行程序，将显示如图4.16所示的效果。从图4.16中可以看出第一个符合条件的数是23，这就是黄蓉想要的答案。
图4.16 解决黄蓉难倒瑛姑的数学题（while循环版）
注意
在使用while循环语句时，一定不要忘记添加将循环条件改变为False的代码（例如实例4.5中的第8行代码一定不能少），否则，将产生死循环。
4.3.2 for循环
for循环是一个计次循环，一般应用在循环次数已知的情况下。通常适用于枚举或遍历序列，以及迭代对象中的元素。
语法如下：
for 迭代变量 in 对象:
循环体
其中，迭代变量用于保存读取出的值；对象为要遍历或迭代的对象，该对象可以是任何有序的序列对象，如字符串、列表和元组等；循环体为一组被重复执行的语句。
for循环语句的执行流程如图4.17所示。
图4.17 for循环语句的执行流程图
我们以现实生活中的例子来理解for循环的执行流程。在体育课上，体育老师要求同学们排队进行踢毽球测试，每个同学一次机会，毽球落地则换另一个同学，直到全部同学都测试完毕，即循环结束。
1．进行数值循环
在使用for循环时，最基本的应用就是进行数值循环。例如，想要实现从1到100的累加，可以通过下面的代码实现。
在上面的代码中使用了range()函数，该函数是Python内置的函数，用于生成一系列连续的整数，多用于for循环语句中。其语法格式如下：
range(start,end,step)
各参数说明如下：
start：用于指定计数的起始值，可以省略，如果省略则从0开始。
end：用于指定计数的结束值（但不包括该值，如range(7)，则得到的值为0~6，不包括7），不能省略。当range()函数中只有一个参数时，即表示指定计数的结束值。
step：用于指定步长，即两个数之间的间隔，可以省略，如果省略则表示步长为1。例如，range(1,7)将得到1、2、3、4、5、6。
注意
在使用range()函数时，如果只有一个参数，那么表示指定的是end；如果有两个参数，则表示指定的是start和end；只有3个参数都存在时，最后一个才表示步长。
例如，使用下面的for循环语句，将输出10以内的所有奇数。
01 for i in range(1,10,2): 02 print(i,end = ' ')
得到的结果如下：
1 3 5 7 9
说明
在Python 2.x中，如果想让print语句输出的内容在一行上显示，可以在后面加上逗号（如print i,），但是在Ptyhon 3.x中，使用print()函数时，不能直接加逗号，需要加上“,end = '分隔符'”，在上面的代码中使用的分隔符为一个空格。
说明
在Python 2.x中，除提供range()函数外，还提供了一个xrange()函数，用于解决range()函数会不经意间耗掉所有可用内存的问题，而在Python 3.x中已经更名为range()函数，并且删除了老式xrange()函数。
下面通过一个具体的实例来演示使用for循环语句进行数值循环的具体应用。
【例4.6】 解决黄蓉难倒瑛姑的数学题（for循环版）。（实例位置：资源包\TM\sl\04\06）
使用for循环语句实现从1循环到100（不包含100），并且记录符合黄蓉要求的数。具体的实现方法是：应用for循环语句从1迭代到100，在循环体中，判断迭代变量number是否符合“三三数之剩二，五五数之剩三，七七数之剩二”的要求，如果符合则应用print()函数输出，否则继续循环。具体代码如下：
运行程序，将显示和实例4.5一样的效果，也是如图4.16所示的效果。
常见错误：for语句后面未加冒号。例如下面的代码：
运行后，将产生如图4.18所示的语法错误。解决的方法是在第一行代码的结尾处添加一个冒号。
图4.18 for循环语句的常见错误
2．遍历字符串
使用for循环语句除了可以循环数值，还可以逐个遍历字符串，例如，下面的代码可以将横向显示的字符串转换为纵向显示。
上面代码的运行结果如图4.19所示。
图4.19 将字符串转换为纵向显示
说明
for循环语句还可以用于迭代（遍历）列表、元组、集合和字典等，具体的方法将在第5章介绍。
4.3.3 循环嵌套
在Python中，允许在一个循环体中嵌入另一个循环，这称为循环嵌套。在Python中，for循环和while循环都可以进行循环嵌套。
例如，在while循环中套用while循环的格式如下：
在for循环中套用for循环的格式如下：
for 迭代变量1 in 对象1:
for 迭代变量2 in 对象2:
循环体2
循环体1
在while循环中套用for循环的格式如下：
while 条件表达式:
for 迭代变量 in 对象:
循环体2
循环体1
在for循环中套用while循环的格式如下：
for 迭代变量 in 对象:
while 条件表达式:
循环体2
循环体1
除了上面介绍的4种嵌套格式外，还可以实现更多层的嵌套，方法与上面的类似，这里就不再一一给出了。
【例4.7】 打印九九乘法表。（实例位置：资源包\TM\sl\04\07）
使用嵌套的for循环打印九九乘法表，代码如下：
上面的代码使用了双层for循环，第一个循环可以看成是对乘法表的行数的控制，同时也是每个乘法公式的第二个因子；第二个循环控制乘法表的列数，列数的最大值应该等于行数，因此第二个循环的条件应该是在第一个循环的基础上建立的。
程序运行结果如图4.20所示。
图4.20 使用循环嵌套打印九九乘法表