Python for循环

1. 什么是循环

循环是编程中一种重要的控制结构，它允许我们重复执行一系列的代码块，直到满足终止条件。循环可以大大简化程序的编写，提高代码的复用性和效率。

在Python中，我们可以使用for和while两种循环结构来实现不同的迭代方式。本文将主要介绍for循环的使用。

2. for循环的语法

for循环有以下的语法结构：

for 变量 in 可迭代对象:
    循环体代码块
else:
    循环结束后执行的代码块

其中：

变量表示迭代过程中的每个元素赋值给的变量名。
可迭代对象可以是列表、元组、字符串等，是一个可以被遍历的对象。
循环体代码块是需要重复执行的代码。
else语句块是可选的部分，在循环结束后执行，但只有在没有遇到break语句时才会执行。

3. for循环的基本用法

最简单的使用for循环是遍历一个序列。可以使用range()函数创建一个指定范围的数字序列，并在循环中使用该序列。

例如，我们可以使用for循环遍历一个列表，打印每个元素：

fruits = ['苹果', '香蕉', '橙子', '西瓜']
for fruit in fruits:
    print(fruit)

运行结果：

苹果
香蕉
橙子
西瓜

上述代码中，每次循环执行时，将列表中的一个元素赋值给变量fruit，然后执行循环体内的代码块，打印该元素。

另外一种常用的方法是使用enumerate()函数同时获取索引和元素的值。在循环体内，通过元组解包的方式将索引和值赋给两个变量：

fruits = ['苹果', '香蕉', '橙子', '西瓜']
for index, fruit in enumerate(fruits):
    print(f"第{index + 1}个水果是{fruit}")

运行结果：

第1个水果是苹果
第2个水果是香蕉
第3个水果是橙子
第4个水果是西瓜

4. 控制循环流程

4.1 break语句

在循环过程中，我们可以使用break语句来提前结束循环。当满足某个条件时，执行break语句后，程序会跳出循环，不再执行循环中的剩余代码。

例如，我们可以使用break语句在找到需要的元素后，提前结束循环：

fruits = ['苹果', '香蕉', '橙子', '西瓜']
for fruit in fruits:
    if fruit == '橙子':
        print("找到了橙子！")
        break
    print(fruit)

运行结果：

苹果
香蕉
找到了橙子！

4.2 continue语句

continue语句用于结束本次循环，并开始下一次循环。它可以用来跳过某些特定的操作。

例如，我们可以使用continue语句跳过某些特定的元素并继续循环：

fruits = ['苹果', '香蕉', '橙子', '西瓜']
for fruit in fruits:
    if fruit == '橙子':
        continue
    print(fruit)

运行结果：

苹果
香蕉
西瓜

5. for循环的应用

5.1 遍历嵌套列表

for循环可以方便地遍历嵌套列表（列表中包含子列表）。

例如，我们有一个学生列表，每个学生有姓名和对应的成绩，我们希望打印出每个学生的信息：

students = [['张三', 90], ['李四', 85], ['王五', 95]]
for student in students:
    name = student[0]
    score = student[1]
    print(f"{name}的成绩是{score}")

运行结果：

张三的成绩是90
李四的成绩是85
王五的成绩是95

5.2 字典的循环遍历

对于字典类型的数据，可以使用for循环遍历其键（key）或值（value）。

遍历键：

scores = {'语文': 90, '数学': 85, '英语': 95}
for subject in scores:
    print(subject)

运行结果：

语文
数学
英语

遍历值：

scores = {'语文': 90, '数学': 85, '英语': 95}
for score in scores.values():
    print(score)

运行结果：

90
85
95

同时遍历键和值：

scores = {'语文': 90, '数学': 85, '英语': 95}
for subject, score in scores.items():
    print(f"{subject}的成绩是{score}")

运行结果：

语文的成绩是90
数学的成绩是85
英语的成绩是95

6. for循环的应用场景

for循环广泛应用于各种不同的场景，下面介绍几个常见的应用场景：

6.1 遍历文件中的每一行内容

通过for循环可以便捷地遍历文件中的每一行内容。使用open()函数打开文件，并使用readlines()方法读取所有行，并逐行进行处理。

例如，我们可以遍历文件中的每一行并打印出来：

with open('file.txt', 'r') as f:
    for line in f.readlines():
        print(line)

6.2 循环计数器

在某些情况下，我们可能需要在循环过程中维护一个计数器。可以在循环体中定义一个变量并逐次递增。

例如，我们可以使用循环计数器打印出序列中每个元素的索引：

fruits = ['苹果', '香蕉', '橙子', '西瓜']
for i, fruit in enumerate(fruits):
    print(f"第{i}个水果是{fruit}")

运行结果：

第0个水果是苹果
第1个水果是香蕉
第2个水果是橙子
第3个水果是西瓜

6.3 循环计算

在某些情况下，我们可能需要对一个序列进行累积计算，例如计算列表中数字的总和或乘积。

例如，我们可以使用for循环计算列表中所有数字的总和：

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
sum = 0
for num in numbers:
    sum += num
print(sum)

运行结果：

6.4 遍历字典中的键值对

for循环可以很方便地遍历字典中的键值对。

例如，我们可以遍历字典中的键值对并打印出来：

ages = {'张三': 20, '李四': 25, '王五': 30}
for name, age in ages.items():
    print(f"{name}的年龄是{age}")

运行结果：

张三的年龄是20
李四的年龄是25
王五的年龄是30

7. 循环嵌套

在编程中，我们经常会遇到需要在循环内部再进行循环的情况。这种循环嵌套的结构可以用来处理更复杂的问题。

例如，我们可以使用嵌套循环打印九九乘法表：

for i in range(1, 10):
    for j in range(1, i+1):
        print(f"{j} × {i} = {i*j}", end='\t')
    print()

运行结果：

1 × 1 = 1   
1 × 2 = 2   2 × 2 = 4   
1 × 3 = 3   2 × 3 = 6   3 × 3 = 9   
1 × 4 = 4   2 × 4 = 8   3 × 4 = 12  4 × 4 = 16  
1 × 5 = 5   2 × 5 = 10  3 × 5 = 15  4 × 5 = 20  5 × 5 = 25  
1 × 6 = 6   2 × 6 = 12  3 × 6 = 18  4 × 6 = 24  5 × 6 = 30  6 × 6 = 36  
1 × 7 = 7   2 × 7 = 14  3 × 7 = 21  4 × 7 = 28  5 × 7 = 35  6 × 7 = 42  7 × 7 = 49  
1 × 8 = 8   2 × 8 = 16  3 × 8 = 24  4 × 8 = 32  5 × 8 = 40  6 × 8 = 48  7 × 8 = 56  8 × 8 = 64  
1 × 9 = 9   2 × 9 = 18  3 × 9 = 27  4 × 9 = 36  5 × 9 = 45  6 × 9 = 54  7 × 9 = 63  8 × 9 = 72  9 × 9 = 81