第三节 循环结构

1. while循环

1.1 什么是循环?

1. 主要强调一个周而复始的概念，即满足条件重复执行。 但是有3个注意条件：

   • 循环开始
   • 判断条件
   • 控制判断条件的控制，即，步长

2. 根据上面的提示，我们可以去联想一些生活中的案例，分析一下，有什么相同的地方 ？。

   • 操场跑圈
   • 打印机打印文件
   • 切黄瓜
   • 爱你一万年

3. 通过print("跑了第i 圈") 输出的形式，模拟操场跑圈。

   • 第一种情况： 跑5圈。
   • 第二种情况： 跑1万圈。

   #第一种情况，跑5圈
   print("跑了第1圈") 
   print("跑了第2圈") 
   print("跑了第3圈") 
   print("跑了第4圈") 
   print("跑了第5圈")
   
   # 那么跑 1万圈 怎么实现？ 复制+黏贴？
   
   
   

1.2 while 循环

1.2.1 语法结构

1. 循环三要素:

   • 起始化值，
   • 判断条件，
   • 步长（控制循环）。

2. while 循环的语法格式:

   • 注意 步长控制的格式缩进.,

   1.初始化值
   while 2.判断条件:
   	执行语句(需要循环地方)
   	3.控制循环(步长)
   

3. 结合语法结构, 完成跑操场跑一万圈.

   • 第一个注意: 格式上的缩进.
   • 第二个注意: 字符串输出的格式化 f " {} "

   #第二种情况使用while语法格式跑1万圈
   #1. 初始化值
   i=1
   while i<=10000 :#2.判断条件
       # 需要循环的语句
       print(f"跑了第{i}圈")
       #3.步长控制循环
       i+=1
   

1.2.2 循环中的异类

1. 无限循环又叫做 “死循环”,就是不会停止

   • 请思考, 什么情况下会出现死循环?

   # 1. 什么是无限循环 ?
   while True: # 判断条件永远会执行.
       print("永远和你在一起")
   
   

2. 自己动手,通过 Debug 来查看循环的执行过程? 并给出你的结论.

   • 注意观看 Debug控制台.
     

1.3 while循环使用案例

1.3.1 求1~100之间的和

1. 相当于从1累加到100.
   • 提示: 起始值从 1开始.

   """
   1. 第一种计算 1到100和
       1.1 相当于 1+2+3...+100.
       1.2 循环三要素:
            初始化值
            判断条件
            步长(控制循环)
   """
   #1. 初始值
   i = 1
   #3. 累计每一次的和
   sum =0
   #2.1-100之间的和 判断条件 i<=100
   while i<=100:
       sum=sum+i #相当于每次循环累计一次.
       i+=1  # 步长控制循环
   
   #循环结束输出 sum值
   print(sum) #5050
   

1.3.2 求1~100之间偶数之和

1. 什么是偶数?

   • 需要使用运算符 % 去解决.
   • 使用Debug 查看.

   # i%2==0 就是偶数
   i = 1
   oushu = 0
   while i <= 100:
       # 进行判断偶数
       if i % 2 == 0:
           oushu = oushu + i
       i += 1  # 步长
   print(f"偶数之和{oushu}") #2550
   
   

2. 第二种方式,通过改变控制条件, 来得到偶数.

   • 需要注意初始化值. 思考?从0开始和从2开始的区别?
   • 如果是使用步长控制值的变化,那么还需要使用选择结构去进行判断么?

   # 第二种写法
   
   i = 0 #既然是偶数相加可以从0开始,或者从2开始.
   oushu = 0
   while i <= 100:
       #就不用判断了.
       oushu = oushu + i
       # 通过步长来控制循环,相当于2
       i = i + 2
   print(f"偶数之和是{oushu}")#2550
   

3. 自己动手做: 请算出 1~100奇数之和.

   • 思考一下, 这两种写法有什么区别? 用自己的语言描述一下.

   #提示: 什么是奇数? 
   #通过步长控制? 
   #TODO coding
   
   

1.3.3 循环中的"标志变量"

1. 妈妈每次都要问小明,“你作业做完了么?”,小明只有作业做完了才能出去玩, 没有做完就继续做,直到做完作业才可以.

   • 循环中标志变量的使用.

   '''
   1. 标志变量一般在循环中相当于一个开关,
       碰到了该变量就会停止,
   '''
   # 声明一个标志变量
   answer = "no"
   while answer == "no":
       print("作业中.....")
       answer = input("妈妈问: 小明作业做完了么?")#相当于步长.
       print(f"小明的回答是{answer}")
   print("程序结束")
   

1.4 嵌套循环使用

1.4.1 嵌套循环语法结构

1. 嵌套顶级,核心语法

   • 联想钟表:分针走一次, 秒针需要走一圈.
   • 即: 外循环循环一次, 内循环循环一圈.

2. 嵌套循环的语法结构

   • 外层循环执行一次, 内层循环执行多次.

   while 判断条件:  #外循环
   	代码 1
   	
   	while 判断条件: #内循环
   		代码2:
   		步长控制2
   	步长控制1
   

1.4.2 嵌套练习

1. 要求输出一下格式,循环嵌套的目标结果.

   • 操场跑圈,一共要跑5圈, 每跑一圈,需要做3个俯卧撑.

   '''
   第1圈
       做了第1个俯卧撑
       做了第2个俯卧撑
       做了第3个俯卧撑
   第2圈
       做了第1个俯卧撑
       做了第2个俯卧撑
       做了第3个俯卧撑
   第3圈
       ...
   '''
   

2. 根据上述需求,可以得知,一共跑5圈,每次3个俯卧撑

   • 提示 : 可以先创建外层循环, 内层循环使用print()输出5次.然后再将内层循环带入.
   • 注意: 格式上的缩进, 步长控制.
   • 使用断点测试代码.

   i = 1
   while i <= 5:
       print(f"跑了第{i}圈")
   	#准备做俯卧撑  
   	#print("做俯卧撑")
       # 内层循环,直接带入.
       j = 1
       while j <= 3:
           print(f"\t做第{j}个俯卧撑") #使用制表符
           j += 1 #注意格式缩进  
       # 外层循环控制
       i += 1
   

1.5 知识扩展 --最大公约数

1. 一个数可以整除几个数,那么这几个数称为公约数.

   • 1是最小公约数
     

   """
   输入两个数  12   8 
   从开始      1    1  公约数
               2   2   公约数
               3   3
               4    4   公约数(最大)
               5    5 
               6    6 
               ..   ..
   """
   

2. for 循环

2.1 语法结构

1. for循环也是循环,也是表示重复做某些事,只是语法格式同while循环不一样.

   • 但是原理是一样的.

2. 语法格式

   for 输出变量名 in 要遍历的内容:
   	 循环体
   

3. 入门案例 变量字符串.

   • 遍历字符串 “hello,world”

   #遍历该字符串
   for i in "hello,world":
       print(i)
   

2.2 练习: 获取1~5的整数

1. 获取1~5的整数

   #1.直接输入整数是不行的.需要一个范围,且是字符串形式
   # for i in 12345:
   #     print(i) # TypeError: 'int' object is not iterable
   
   print("-"*20) #华丽的分隔符
   
   #2.需要使用字符串的形式
   for i in "12345":
       print(i)
   

2.2.1 range() 函数

1. range() 函数可创建一个整数列表， 一般用在 for 循环中使用.

2. range() 使用的三种情况.

   • 自己总结一下规律.
   • 反向遍历,从大到小

   # 1. range(8)      [0,8)
   for i in range(8):
   	print(i) #根据输出结果自己总结
   
   # 2. range(1,8)     [1,8)
   for i in range(1,8):
       print(i)
   
   # 3. range(0,8,2)    [0,8,2) 计数间隔2
   for i in range(0,8,2):
       print(i)
   
   # 4.扩展知识 range(8,0,-2)  
   for i in range(8,0,-2): 
   	print(i) # 相当于从反方向输出,即反向遍历
   

3. 使用 for循环计算 1~100之间的和.

   • 思考如果求:1~100的偶数之和呢?

   
   #设置累计求和 sum
   sum = 0
   # for循环语法   range(1,101)
   for i in range(1,101):#需要加到100,[1,101)
       sum = sum+i #累计求和
   
   print(f"1~100的值是{sum}")
   

2.3 for 循环的嵌套使用

2.3.1 打印直角三角型

1. 打印直角三角型

   • 使用for循环的嵌套,
   • 外循环控制行, 内循环控制输出次数

2. 图形如下

       *
       * *
       * * *
       * * * *
       * * * * *
   

3. 代码:

   • 举一个例子: 最快速的方式 ? 直接print输出,推荐使用 三引号.
   • 使用带入方法,去编写代码.

   """
   第二种方式:采用for循环的方式 
       分析一波:
           for 外层控制输出行数
               for 内循环控制输出次数 
           
           第一次循环: 
                   for 外层循环第1次循环
                        for(内层) 输出1次 *
           第二次循环:
                   for 外层循环第2次循环
                       for(内层) 输出2次  * * 
           第三次循环:
                   for 外层循环第3次循环
                       for(内层) 输出3次  * * *
           第四次循环: 
                   for 外层循环第4次循环 
                       for(内层) 输出4次  * * * * 
           第五次循环
                   for 外层循环第5次循环 
                       for(内层) 输出5次  * * * * * 
   """
   
   for i in range(1,6): # [1,6) 相当于 1,2,3,4,5 次.
           #内层循环控制输出次数
       for j in range(i):
           # 默认输出是"\n",需要该为end=""小细节
           print("*",end=" ") 
       #相当于换行
       print("")
   

4. 要求输入一个n打印出来相应的行数.即输入几就打印几行.

   • 要了解 range(start,end,step) 的函数.

   #.怎么分析代码?
   #当n =1 时 
   n=1
   for i in range(n):
       for j in range(i):
           print("*", end=" ")
       print("")
   
   #当n=2时...
   n=2
   for i in range(n):
      for j in range(i):
           print("*", end=" ")
       print("")
   # 当n=3时 ...
   n=3
   for i in range(n):
       for j in range(i):
           print("*", end=" ")
       print("")
   
   # 最终: 所以得出结论,输入n+1 就是要打印的行数. 
   n =4
   for i in range(1,n+1):
       for j in range(i):
           print("*", end=" ")
       print("")
   

2.3.2 打印九九乘法表

1. 使用循环来打印九九乘法表
   

   """
   如何分析:
       根据样式发现
           外循环第一次循环
               内循环一次
           外循环 第二次
               内循环输出二次
           外循环  循环9次
               内循环输出9次
   
   """
   # 根据语法格式 先搭建外循环构架
   for i in range(1, 10):
       for j in range(1, i + 1):  # 需要使用i+1 输出第一个
           print(f"{j}x{i}={i * j}", end=" ")
       print("")
    
   print("*"*20)
   
   

• 思考: 第二种需求,当输入n时 生成 相应的乘法表.

  #2,第二种需求,当输入n时 生成 相应的乘法表.
  n = 11;
  for i in range(1, n+1):
      for j in range(1, i + 1):  # 需要使用i+1 输出第一个
          print(f"{j}x{i}={i * j}", end=" ")
      print("")
  

2.4 break 和 continue

2.4.1 break

1. break 语句用于结束整个循环.

   • 演示break的循环过程
   • 只能使用在循环之中.

   #1.break使用结构,跳出本次循环,并结束程序.
   i=1
   while i<=10:
       print(i) #1 ,2,3 
       if i==3:
           break
       print(f"我执行了么?{i}") #后面的语句就不执行了. 1 ,2
       i+=1
   

   1
   我执行了么?1
   2
   我执行了么?2
   3
   

2. 使用Debug查看.
   

2.4.2 continue

1. continue的作用是结束本次循环.执行下一次循环

   • 演示continue 的循环过程.
   • 只能使用在循环之中.

   # 结束本次循环,执行下一次循环
   
   for i in range(1, 10):
       print(i) 
       if i == 3:
           continue
       print(f"我执行了么{i}") #相当于跳过了3,执行了后面.
   

2.5 扩展知识 while - else 结构

1. 知道有if -else 结构, else 还可以和while一起使用.

   • else执行也是有条件的.
   • pass 占位符语句,又叫空语句.

   # 1. 这叫做等式恒成立结构. 所以 else会是黄色的.
   if 5 > 3:
       print("if")
   else:
       print("else")
   
   # 2. pass 占位语句
   if 5 > 3:
       # 如果不写会报错.
       pass  # 使用pass占位,不执行任何,空语句
   else:
       print("else")
   
   # 3. while-else结构
   # 如果循环正常结束,循环输出就会执行 else里面
   i = 1
   while i <= 10:
       print(i)
       i = i + 1
   else:
       print("else")
   
   #3.1  如果循环中有break就不会执行.
   i = 1
   while i <= 10:
       print(i)
       if i==3:
           break
       i = i + 1
   else:
       print("else")