5.3 循环（Loop)

    for 循环

    我们先来看一个例子，输入代码：

    for every_letter in 'Hello world':
    print(every_letter)

    得到这样的结果：

    H
    e
    l
    l
    o

    w
    o
    r
    l
    d

    这两行代码展示的是：用 for 循环打印出 “hello world” 这段字符串中的每一个字符。for 循环作为编程语言中最强力的特性之一，能够帮助我们做很多重复性的事情，比如批量命名、批量操作等等。

    把 for 循环所做的事情概括成一句话就是：于…其中的每一个元素，做…事情。

    5.3 循环（Loop) - 图1

    • for 是关键词，而后面紧接着的是一个可以容纳“每一个元素”的变量名称，至于变量起什么名字自己定，但切记不要和关键词重名。

    • 在关键词 in 后面所对应的一定是具有“可迭代的”（iterable）或者说是像列表那样的集合形态的对象，即可以连续地提供其中的每一个元素的对象。

    为了更深入了解 for 循环，试着思考以下问题，如何打印出这样的结果？

    1 + 1 = 2
    2 + 1 = 3
    .
    .
    10 + 1 = 11

    这需要用到一个内置函数一一range。我们只需要在 range 函数后面的括号中填上数字，就可以得到一个具有连续整数的序列，输入代码：

    for num in range(1,11): #不包含11，因此实际范围是1～10
    print(str(num) + ' + 1 =',num + 1)

    这段代码表达的是：将 1～10 范围内的每一个数字依次装入变量 num 中，每次展示一个 num +1 的结果。在这个过程中，变量 num 被循环赋值10次，你可以理解成等同于：

    num = 1
    print(str(num) + ' + 1 =',num + 1)
    num = 2
    print(str(num) + ' + 1 =',num + 1)
    .
    .
    num = 10
    print(str(num) + ' + 1 =',num + 1)

    现在我们试着解决更复杂的问题，把 for 和 if 结合起来使用。实现这样一个程序：歌曲列表中有三首歌“Holy Diver, Thunderstruck, Rebel Rebel”，当播放到每首时，分别显示对应的歌手名字“Dio, AC/CD, David Bowie”。

    代码如下：

    songslist = ['Holy Diver', 'Thunderstruck', 'Rebel Rebel']
    for song in songslist:
    if song == 'Holy Diver':
    print(song,' - Dio')
    elif song == 'Thunderstruck':
    print(song,' - AC/DC')
    elif song == 'Rebel Rebel':
    print(song,' - David Bowie')

    在上述代码中，将 songslist 列表中的每一个元素依次取出来，并分别与三个条件做比较，如果成立则输出相应的内容。

    嵌套循环

    在编程中还有一种常见的循环，被称之为嵌套循环（Nested Loop），其实这种循环并不复杂而且还非常实用。我们都学过乘法口诀表，又称“九九表”。

    5.3 循环（Loop) - 图2

    接下来我们就用嵌套循环实现它：

    for i in range(1,10):
    for j in range(1,10):
    print('{} X {} = {}'.format(i,j,i*j))

    正如代码所示，这就是嵌套循环。通过观察，我们不难发现这个嵌套循环的原理：最外层的循环依次将数值 1～9 存储到变量 i 中，变量 i 每取一次值，内层循环就要依次将 1～9 中存储在变量 j 中，最后展示当前的 i、j 与 i*j 的结果。如果忘了 {} 的用法，可以往回翻第三章最后一页看看。

    While 循环

    Python 中有两种循环，第一种 for 循环我们已经介绍过了，第二种则是 while 循环。它们的相同点在于都能循环做一件重复的事情，不同点在于 for 循环会在可迭代的序列被穷尽的时候停止，while 则是在条件不成立的时候停止，因此 while 的作用概括成一句话就是：只要…条件成立，就一直做…。

    5.3 循环（Loop) - 图3

    看一个简单的例子：

    while 1 < 3:
    print('1 is smaller than 3')

    在这里先行提醒一下，一定要记得及时停止运行代码！

    5.3 循环（Loop) - 图4

    注：在终端或者命令行中搜 Ctrl + C 停止运行，在 PyCharm 中则点击红色的X停止。

    因为在 while 后面的表达式是永远成立的，所以 print 会一直进行下去直至你的 cpu 过热。这种条件永远为 True 的循环，我们称之为死循环（Infinite Loop）。

    但如果 while 循环不像 for 循环那样，在集合被穷尽之后停下来，我们怎样才能控制 while 循环呢？其中一种方式就是：在循环过程中制造某种可以使循环停下来的条件，例如：

    count = 0
    while True:
    print('Repeat this line !')
    count = count + 1
    if count == 5:
    break

    在上面这段代码中，有两个重要的地方，首先是我们给一个叫 count 的变量赋值为 0，其目的是计数。我们希望在循环次数为 5 的时候停下来。接下来的是 break ，同样作为关键词写在 if 下面的作用就是告诉程序在上面条件成立的时候停下来，仅此而已。

    然而你也一定发现了什么奇怪的地方，没错，就是这个 count ＝ count ＋ 1 ！其实我已经不止一次强调过编程代码和数学公式在某些地方很相似，但又不完全相同，而这又是一个绝好的例子。首先在 Python 中 “=” 并非是我们熟知的“等于”的含义，所以我们不必按照数学公式一样把重复的变量划掉。其次 count 被赋值为 0，count ＝ count +1 意味着 count 被重新赋值！等价于 count ＝ 0 + 1，随着每次循环往复，count 都会在上一次的基础上重新赋值，都会增加1，直至 count 等于5 的时候break，跳出最近的一层循环，从而停下来。

    利用循环增加变量其实还是一个挺常见的技巧，随着循环不仅可以增加，还可以随着循环减少（n = n - 1），甚至是成倍数增加 ( n = n * 3 )。

    除此之外，让 while 循环停下来的另外一种方法是：改变使循环成立的条件。为了解释这个例子，我们在前面登录函数的基础上来实现，给登录函数增加一个新功能：输入密码错误超过3次就禁止再次输入密码。你可以尝试写一下，答案在下面揭晓。

    password_list = ['##','12345']

    def account_login():
    tries = 3
    while tries > 0:
    password = input('Password:')
    password_correct = password == password_list[-1]
    password_reset = password == password_list[0]

    if password_correct:
    print('Login success!')
    elif password_reset:
    new_password = input('Enter a new password :')
    password_list.append(new_password)
    print('Password has changed successfully!')
    account_login()
    else:
    print('Wrong password or invalid input!')
    tries = tries - 1
    print( tries, 'times left')

    else:
    print('Your account has been suspended')
    account_login()

    这段代码只有三处与前面的不一样：

    • 第4～5行：增加了 while 循环，如果 tries ＞0 这个条件成立，那么便可输入密码，从而执行辨别密码是否正确的逻辑判断；
    • 第20～21行：当密码输入错误时，可尝试的次数 tries 减少 1；
    • 第23～24行：while 循环的条件不成立时，就意味着尝试次数用光，通告用户账户被锁。

    在这里 while 可以理解成是 if 循环版，可以使用 while-else 结构，而在 while代码块中又存在着第二层的逻辑判断，这其实构成了嵌套逻辑（Nested Condition）。

    练习题

    一、设计这样一个函数，在桌面的文件夹上创建10个文本，以数字给它们命名。

    5.3 循环（Loop) - 图5

    二、复利是一件神奇的事情，正如富兰克林所说：“复利是能够将所有铅块变成金块的石头”。设计一个复利计算函数 invest()，它包含三个参数：amount（资金），rate（利率），time（投资时间）。输入每个参数后调用函数，应该返回每一年的资金总额。它看起来就应该像这样（假设利率为5%）：

    5.3 循环（Loop) - 图6

    三、打印1～100内的偶数

    建议你动手练习一次，然后在微信公众号中回复 循环 获得答案，微信公众号是：easypython

    5.3 循环（Loop) - 图7