Day04 - 循环结构
1. 循环结构的应用场景
如果在程序中我们需要重复的执行某条或某些指令，例如用程序控制机器人踢足球，如果机器人持球而且还没有进入射门范围，那么我们就要一直发出让机器人向球门方向奔跑的指令。当然你可能已经注意到了，刚才的描述中其实不仅仅有需要重复的动作，还有我们上一个章节讲到的分支结构。再举一个简单的例子，比如在我们的程序中要实现每隔1秒中在屏幕上打印一个"hello, world"这样的字符串并持续一个小时，我们肯定不能够将print('hello, world')这句代码写上3600遍，如果真的需要这样做那么编程的工作就太无聊了。因此，我们需要了解一下循环结构，有了循环结构我们就可以轻松的控制某件事或者某些事重复、重复、再重复的发生。在Python中构造循环结构有两种做法，一种是for-in循环，一种是while循环。
2.for-in循环
如果明确的知道循环执行的次数或者是要对一个容器进行迭代（后面会讲到），那么我们推荐使用for-in循环，例如下面代码中计算(sum_{n=1}^{100}n)。
"""
用for循环实现1~100求和
Version: 0.1
Author: 骆昊
"""
sum = 0
for n in range(101):
sum += n
print(sum)
5050
需要说明的是上面代码中的range类型，range可以用来产生一个不变的数值序列，而且这个序列通常都是用在循环中的，例如：
range(101)可以产生一个0到100的整数序列。range(1, 100)可以产生一个1到99的整数序列。range(1, 100, 2)可以产生一个1到99的奇数序列，其中的2是步长，即数值序列的增量。
知道了这一点，我们可以用下面的代码来实现1~100之间的偶数求和。
"""
用for循环实现1~100之间的偶数求和
Version: 0.1
Author: 骆昊
"""
sum = 0
for n in range(2,101,2):
sum += n
print(sum)
2550
也可以通过在循环中使用分支结构的方式来实现相同的功能，代码如下所示:
"""
用for循环实现1~100之间的偶数求和
Version: 0.1
Author: 骆昊
"""
sum = 0
for n in range(1,101):
if (n % 2) == 0:
sum += n
print(sum)
2550
3. while循环
如果要构造不知道具体循环次数的循环结构，我们推荐使用while循环，while循环通过一个能够产生或转换出bool值的表达式来控制循环，表达式的值为True循环继续，表达式的值为False循环结束。下面我们通过一个“猜数字”的小游戏（计算机出一个1~100之间的随机数，人输入自己猜的数字，计算机给出对应的提示信息，直到人猜出计算机出的数字）来看看如何使用while循环。
"""
猜数字游戏
计算机出一个1~100之间的随机数由人来猜
计算机根据人猜的数字分别给出提示大一点/小一点/猜对了
Version: 0.1
Author: 骆昊
"""
import random
answer = random.randint(1,100)
counter = 0
while True:
counter += 1
number = int(input('请输入数值进行猜测：'))
if number < answer:
print('小一点')
elif number > answer:
print('大一点')
else:
print('你猜对了')
break
print('你总共猜了%d次' %counter)
if counter > 7:
print('您的智商余额不足。')
请输入数值进行猜测：50
大一点
请输入数值进行猜测：25
小一点
请输入数值进行猜测：37
大一点
请输入数值进行猜测：31
大一点
请输入数值进行猜测：28
小一点
请输入数值进行猜测：30
大一点
请输入数值进行猜测：29
你猜对了
你总共猜了7次
说明：上面的代码中使用了break关键字来提前终止循环，需要注意的是break只能终止它所在的那个循环，这一点在使用嵌套的循环结构（下面会讲到）需要引起注意。除了break之外，还有另一个关键字是continue，它可以用来放弃本次循环后续的代码直接让循环进入下一轮。
和分支结构一样，循环结构也是可以嵌套的，也就是说在循环中还可以构造循环结构。下面的例子演示了如何通过嵌套的循环来输出一个九九乘法表。
"""
输出乘法口诀表(九九表)
Version: 0.1
Author: 杨洁
"""
i = 1
for i in range(1,10):
j = 1
while True:
if j < i:
print('%d * %d = %d ' % (i, j, i*j),end=' ')
j = j+1
elif j == i:
print('%d * %d = %d' % (i, j, i*j),end='
')
j = j+1
else:
break
1 * 1 = 1
2 * 1 = 2 2 * 2 = 4
3 * 1 = 3 3 * 2 = 6 3 * 3 = 9
4 * 1 = 4 4 * 2 = 8 4 * 3 = 12 4 * 4 = 16
5 * 1 = 5 5 * 2 = 10 5 * 3 = 15 5 * 4 = 20 5 * 5 = 25
6 * 1 = 6 6 * 2 = 12 6 * 3 = 18 6 * 4 = 24 6 * 5 = 30 6 * 6 = 36
7 * 1 = 7 7 * 2 = 14 7 * 3 = 21 7 * 4 = 28 7 * 5 = 35 7 * 6 = 42 7 * 7 = 49
8 * 1 = 8 8 * 2 = 16 8 * 3 = 24 8 * 4 = 32 8 * 5 = 40 8 * 6 = 48 8 * 7 = 56 8 * 8 = 64
9 * 1 = 9 9 * 2 = 18 9 * 3 = 27 9 * 4 = 36 9 * 5 = 45 9 * 6 = 54 9 * 7 = 63 9 * 8 = 72 9 * 9 = 81
"""
输出乘法口诀表(九九表)
Version: 0.1
Author: 骆昊
"""
for i in range(1,10):
for j in range(1,i+1):
print('%d * %d = %d' %(i, j, i*j),end=' ')
print('
')
1 * 1 = 1
2 * 1 = 2 2 * 2 = 4
3 * 1 = 3 3 * 2 = 6 3 * 3 = 9
4 * 1 = 4 4 * 2 = 8 4 * 3 = 12 4 * 4 = 16
5 * 1 = 5 5 * 2 = 10 5 * 3 = 15 5 * 4 = 20 5 * 5 = 25
6 * 1 = 6 6 * 2 = 12 6 * 3 = 18 6 * 4 = 24 6 * 5 = 30 6 * 6 = 36
7 * 1 = 7 7 * 2 = 14 7 * 3 = 21 7 * 4 = 28 7 * 5 = 35 7 * 6 = 42 7 * 7 = 49
8 * 1 = 8 8 * 2 = 16 8 * 3 = 24 8 * 4 = 32 8 * 5 = 40 8 * 6 = 48 8 * 7 = 56 8 * 8 = 64
9 * 1 = 9 9 * 2 = 18 9 * 3 = 27 9 * 4 = 36 9 * 5 = 45 9 * 6 = 54 9 * 7 = 63 9 * 8 = 72 9 * 9 = 81
4. 练习
4.1 输入一个数判断是不是素数。
"""
输入一个正整数判断它是不是素数
Version: 0.1
Author: 骆昊
Date: 2019-05-15
"""
from math import sqrt
n = int(input('请输入一个正整数: '))
end = int(sqrt(n))
is_prime = True
for i in range(2, end + 1):
if n % i == 0:
is_prime = False
break
if is_prime and n != 1:
print('%d是一个素数' %n)
else:
print('%d不是一个素数' %n)
请输入一个正整数: 154651347
154651347不是一个素数
4.2 输入两个正整数，计算最大公约数和最小公倍数
"""
输入两个正整数计算最大公约数和最小公倍数
Version: 0.1
Author: 骆昊
Date: 2019-05-15
"""
x = int(input('请输入第一个正整数： '))
y = int(input('请输入第二个正整数： '))
if x > y:
x, y = y, x
for factor in range(x, 0, -1):
if x % factor == 0 and y % factor == 0:
print('%d和%d的最大公约数是%d' % (x, y, factor))
print('%d和%d的最小公倍数是%d' % (x, y, (x*y)//factor))
break
请输入第一个正整数： 34
请输入第二个正整数： 5
5和34的最大公约数是1
5和34的最小公倍数是170
4.3 打印三角形图案
"""
打印各种三角形图案
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**
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Version: 0.1
Author: 骆昊
"""
row = int(input('请输入行号: '))
for i in range(row):
for j in range(i+1):
print('*',end = '')
print('
')
请输入行号: 6
*
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row = int(input('请输入行数：'))
for i in range(row):
for j in range(row):
if j < row - i - 1:
print(' ',end='')
else:
print('*',end='')
print('
')
请输入行数：5
*
**
***
****
*****
row = int(input('请输入行号: '))
for i in range(row):
for j in range(row + i):
if j < row - i -1:
print(' ',end = '')
else:
print('*',end = '')
print('
')
请输入行号: 5
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2019-05-15 21:37:55