循环结构

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。

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

"""
用for循环实现1~100求和
"""
sum = 0
for x in range(101):
    sum += x
print(sum)

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。

  实现1~100之间的偶数求和

sum = 0
for x in range(2, 101, 2):
    sum += x
print(sum)

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

sum = 0
for x in range(1, 101):
    if x % 2 == 0:
        sum += x
print(sum)

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

"""

import random

answer = random.randint(1, 100)
counter = 0
while True:
    counter += 1
    number = int(input('input: '))
    if number < answer:
        print('bigger')
    elif number > answer:
        print('smaller')
    else:
        print('yes!')
        break
print('all guess %d ' % counter)
if counter > 7:
    print('sb')

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。

与分支结构一样，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。

for i in range(1, 10):
    for j in range(1, i+1):
        print('%d * %d = %d\n' % (i, j, i*j))

练习

练习1：判断一个数是否为素数

import math


num = int(input('input:'))
end = int(math.sqrt(num))
is_Prime = True
for i in range(2, end+1):
    if(num % i == 0):
        is_Prime = False
        break
if is_Prime and num != 1:
    print('yes!')
else:
    print('no!')

练习2：输入两个正整数，计算最大公约数和最小公倍数

x = int(input('x = '))
y = int(input('y = '))
if x > y:
    x, y = y, x
for i in range(x, 0, -1):
    if x % i == 0 and y % i == 0:
        print('%d,%d big num = %d' % (x, y, i))
        print('%d,%d small num = %d' % (x, y, x*y//i))
        break