python repeat

1. 介绍

在编程中，循环结构是一种重要的控制结构，它允许我们多次执行相同或类似的代码块。Python中有两种主要的循环结构：while循环和for循环。

本文将详细介绍Python中的循环结构，并提供一些实际应用的示例代码。

2. `while`循环

while循环是一种基于条件判断的循环结构。它的基本语法为：

while 条件:
    代码块

while循环的执行过程是这样的：首先，判断条件是否为真。如果条件为真，则执行循环体内的代码块，并再次判断条件。如果条件仍为真，则继续执行循环体，以此类推，直到条件为假时，循环结束。

下面是一个简单的示例，计算从1加到10的和：

sum = 0
num = 1

while num <= 10:
    sum += num
    num += 1

print("从1加到10的和为：", sum)

输出为：

从1加到10的和为： 55

在这个示例中，变量sum和num分别代表累加的和和当前的数值。while循环通过判断num是否小于等于10来控制循环的执行。每次循环，将num的值加到sum上，并将num加1。循环结束后，打印出最终的和。

需要注意的是，如果条件一直为真，那么while循环将会一直执行下去，这就是所谓的无限循环。为了避免进入无限循环，需要在循环体内添加适当的条件判断和控制语句。

3. `for`循环

for循环是一种基于序列的循环结构，它用于遍历一个序列（如列表、元组、字符串等）或其他可迭代对象。它的基本语法为：

for 变量 in 序列:
    代码块

for循环的执行过程是这样的：首先，从序列中取出第一个值，将其赋给变量；然后执行循环体内的代码块；接着从序列中取出下一个值，赋给变量，并再次执行循环体，以此类推，直到序列中的所有值都被遍历完，循环结束。

下面是一个示例，遍历列表中的元素并打印出它们：

fruits = ["apple", "banana", "orange"]

for fruit in fruits:
    print(fruit)

输出为：

apple
banana
orange

在这个示例中，变量fruit依次取得列表fruits中的每个元素，并执行循环体内的代码块，即打印出对应的水果名称。

需要注意的是，for循环并不需要像while循环那样手动控制循环条件，它会自动遍历序列中的所有元素。同时，通过配合其他控制结构（如if...else语句）和函数的调用，可以实现更加复杂的循环逻辑。

4. `break`和`continue`语句

在循环结构中，有两个重要的关键字可用于控制循环的执行流程：break和continue。

break语句用于立即终止当前所在的循环，并跳出循环体。如果在while循环中使用break，则循环将会完全终止；如果在for循环中使用break，则循环将会跳出当前的循环，继续执行后续的代码。

下面是一个示例，利用break语句找到第一个大于100的数：

numbers = [76, 34, 99, 120, 58, 23, 105]

for number in numbers:
    if number > 100:
        print("第一个大于100的数是：", number)
        break

输出为：

第一个大于100的数是： 120

在这个示例中，循环遍历列表numbers中的元素。当遇到第一个大于100的数时，打印出该数并使用break语句终止循环。

continue语句用于跳过本次循环中剩余的代码，直接进入下一次循环。它可以用于在循环执行过程中忽略某些特定情况，只处理符合条件的情况。

下面是一个示例，输出一个列表中的奇数：

numbers = [2, 5, 10, 7, 4, 9, 6]

for number in numbers:
    if number % 2 == 0:
        continue
    print(number)

输出为：

5
7
9

在这个示例中，循环遍历列表numbers中的元素。当遇到偶数时，使用continue语句直接进入下一次循环；当遇到奇数时，打印出该数，并继续执行下一次循环。

5. 循环的嵌套

在Python中，循环可以进行嵌套，即在一个循环的代码块中包含另一个循环。这种嵌套结构可以用于处理更加复杂的问题。

下面是一个示例，使用循环嵌套来打印出九九乘法表：

for i in range(1, 10):
    for j in range(1, i+1):
        print(i, "*", j, "=", i*j, end="\t")
    print()

输出为：

| 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 |

在这个示例中，外层的循环控制乘法表的行数，内层的循环控制每行中的列数。使用嵌套循环，我们可以方便地生成九九乘法表。

6. 应用示例：计算阶乘

循环结构在实际编程中有广泛的应用，下面我们通过一个示例来展示如何使用循环计算一个数的阶乘。

阶乘是指从1乘到某个正整数的连乘结果，用!表示。例如，5的阶乘记作5!，其结果为5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 120。

num = int(input("请输入一个正整数: "))
factorial = 1

if num < 0:
    print("抱歉，阶乘只能计算正整数！")
elif num == 0:
    print("0的阶乘为1")
else:
    for i in range(1, num + 1):
        factorial *= i
    print(num, "的阶乘为", factorial)

在这个示例中，首先用户输入一个正整数，并将其存储在变量num中。然后通过一个条件判断语句来处理不同的情况：