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通过循环，可以使得某些语句重复执行多次。例如，要计算1～ n 的和，可以使用一个变量sum=0保存求和结果，并设置一个变量i，让其遍历1～ n 这 n 个整数；对于i的每一个取值，执行sum+=i的运算；遍历结束后，sum中即保存了求和结果。
提示 “遍历”这个词在计算机程序设计中经常会用到，其表示对某一个数据中的数据元素按照某种顺序进行访问，使得每个数据元素会被访问且仅被访问一次。例如，对于列表ls=[1, 'Python', True]中的3个元素，如果按照某种规则（如从前向后或从后向前）依次访问了1、'Python'、True这3个元素，且每个元素仅被访问了一次，则可以说对列表ls完成了一次遍历。
循环语句的执行过程如图2-45所示。其中，语句序列1和语句序列3分别是循环语句前和循环语句后所执行的操作。循环条件判断和语句序列2构成了循环语句：只要满足循环条件，就会执行语句序列2；执行语句序列2后，会再次判断是否满足循环条件。
图2-45 循环语句执行过程
这里介绍Python的两种循环语句：for循环和while循环。
与C/C++语言不同，Python语言中的for循环用于遍历可迭代对象中的每一个元素，并根据当前访问的元素做数据处理，其语法格式为
变量依次获取可迭代对象中每一个元素的值，在语句序列中可以根据当前变量保存的元素值进行相应的数据处理。例如，代码清单2-28可以将一个列表中各元素的值依次输出。
表1-2 Python部分版本的信息
代码清单2-28执行完毕后，输出结果如图2-46所示。
图2-46 代码清单2-28的运行结果
再如，代码清单2-29可以将一个字典中各元素的键和值依次输出。
表1-2 Python部分版本的信息
代码清单2-29执行完毕后，输出结果如图2-47所示。
图2-47 代码清单2-29的运行结果
提示 使用for遍历字典中的元素时，每次获取的是元素的键，通过键可以再获取到元素的值。如代码清单2-29中，通过第2行代码，每次从d中获取一个元素的键并赋给循环变量k，因此，k依次被赋值为字符串'Python'、字符串'C++'和字符串'Java'。通过第3行代码中的d[k]则可以根据k的值依次获取每个元素的值，即d['Python']的值为1，d['C++']的值为2，d['Java']的值为3。
使用for循环时，如果需要遍历一个数列中的所有数字，则通常利用range函数生成一个可迭代对象。range函数的语法格式如下：
各参数的含义如下。
• beg：表示起始数值。
• end：表示终止数值，注意生成对象中不包含值为end的元素。
• step：表示步长，允许为负值。
提示
1.生成的可迭代对象中包含的元素依次为beg、beg+1×step、beg+2×step、…、beg+ k ×step（满足beg+ k ×step<end且beg+（ k +1）×step≥end，即生成对象中不包含值为end的元素）。例如，range（1, 9, 2）生成的可迭代对象中包含的元素依次为1、3（即1+1×2）、5（即1+2×2）和7（即1+3×2），而不会包含值为9的元素。
2.step允许为负值。例如，range（5,-1,-2）生成的可迭代对象中包含的元素依次为5、3（即5+1×（-2））、1（即5+2×（-2））。
3.如果step省略，则默认以1为步长。例如，range（1, 5）生成的可迭代对象中包含的元素依次为1、2（即1+1×1）、3（即1+2×1）、4（即1+3×1）。
4.在step省略的情况下，如果beg也省略，则默认从0开始。例如，range（5）生成的可迭代对象中包含的元素依次为0、1（即0+1×1）、2（即0+2×1）、3（即0+3×1）、4（即0+4×1）。
代码清单2-30展示了range函数的使用方法。
表1-2 Python部分版本的信息
代码清单2-30执行完毕后，第1～4行代码分别按照对应注释中的描述输出结果，如图2-48所示。
图2-48 代码清单2-30的运行结果
提示 range函数返回的是一个可迭代对象，通过list可将该对象转换为列表。
代码清单2-31展示了1～ n 的和的计算方法。
表1-2 Python部分版本的信息
如图2-49所示，执行代码清单2-31，如果输入10，则输出55；如果输入100，则输出5050。
图2-49 代码清单2-31的运行结果
如果希望计算1～ n 之间所有奇数的和，则可以编写如代码清单2-32所示的程序。
表1-2 Python部分版本的信息
如图2-50所示，执行代码清单2-32，如果输入10，则输出25；如果输入100，则输出2500。
图2-50 代码清单2-32的运行结果
思考 如果希望计算1～ n 之间所有是3的倍数的数字的和，应该如何编写程序呢？如果要计算 n 的阶乘呢？
【思考题2-37】 已知有代码“for x in y:”，则y必然是一个（ ）。
A.可哈希对象
B.可迭代对象
C.列表对象
D.集合对象
【思考题2-38】 print（list（range（5）））的输出结果是否是[0, 1, 2, 3, 4]？
【编程练习2-4】 编写程序实现以下功能：输入一个大于0的整数n，表示有n元人民币（人民币有10元、5元和1元3种面额），将所有可能的情况及可能情况的总数输出。输出格式如下：每一行输出一种情况，先输出10元的张数，再依次输出5元和1元的张数，各张数之间用一个英文逗号分开；最后一行输出可能情况的总数。
【编程练习2-5】 编写程序实现以下功能：输入两个大于0的整数beg和end，计算beg到end之间（包括beg和end）的所有水仙花数并输出（水仙花数是一个三位整数，其值与各位数字的立方和相等）。如果beg到end之间不存在水仙花数，则输出not found。
Python中while循环的使用方法与C/C++语言类似，其语法格式为
当循环条件返回True时，则执行语句序列；执行语句序列后，再判断循环条件是否成立。例如，对于1～ n 的求和计算，也可以使用while循环实现，如代码清单2-33所示。
表1-2 Python部分版本的信息
如图2-51所示，代码清单2-33与代码清单2-31的功能完全相同。执行代码清单2-33后，如果输入10，则输出55；如果输入100，则输出5050。
图2-51 代码清单2-33的运行结果
如果希望使用while循环计算1～ n 之间所有偶数的和，则可以编写如代码清单2-34所示的程序。
表1-2 Python部分版本的信息
如图2-52所示，执行代码清单2-34后，如果输入10，则输出30；如果输入100，则输出2550。
图2-52 代码清单2-34的运行结果
思考 在代码清单2-34中，为什么第2行代码将i赋值为2？为什么第5行代码每次循环将i加2？
【思考题2-39】 下面程序的输出结果是（ ）。
A.0
B.4
C.5
D.-1
【编程练习2-6】 下面程序的作用是计算1～ n 的和，请改正程序中存在的错误。
【编程练习2-7】 下面程序的作用是计算 n !，请改正程序中存在的错误。
【编程练习2-8】 编写程序实现以下功能：输入一个大于0的整数 n ，计算1!+2!+…+ n !，并将计算结果输出到屏幕上。
对于2.5.1节中的代码清单2-28，如果希望不仅获取每一个元素的值，而且能获取每一个元素的索引值，则可以改成如代码清单2-35所示的方式，即通过len函数获取可迭代对象中的元素数量，再通过range函数生成由所有元素的索引值组成的可迭代对象。
表1-2 Python部分版本的信息
代码清单2-35执行完毕后，输出结果如图2-53所示。
图2-53 代码清单2-35的运行结果
即先输出每个元素的索引值，再输出该元素的值。
除了代码清单2-35所给出的实现方式外，还可以通过一种更简洁的方式即利用enumerate函数来访问每个元素的索引，如代码清单2-36所示。
表1-2 Python部分版本的信息
代码清单2-36执行完毕后，输出结果与代码清单2-35完全相同，如图2-54所示。
图2-54 代码清单2-36的运行结果
enumerate函数的功能是将一个可迭代对象组成一个索引序列对象，利用这个索引序列对象可以同时获得每个元素的索引和值。
提示
1.通过list可以将enumerate函数生成的对象转换成列表，从而查看该对象中的每一个元素，如图2-55所示。可以看到，每个元素是一个元组，其第一个元素对应列表ls中每个元素的索引值，第二个元素对应列表ls中每个元素的值。
2.代码清单2-36中第2行代码的for循环，实际上是每次获取一个元组，并用元组的第一个元素为k赋值（即ls中每个元素的索引值），用元组的第二个元素为v赋值（即ls中每个元素的值）。
图2-55 enumerate函数生成的对象
enumerate函数还可以指定索引的起始值，如代码清单2-37所示。
表1-2 Python部分版本的信息
代码清单2-37执行完毕后，输出结果如图2-56所示。
图2-56 代码清单2-37的运行结果
思考 在代码清单2-37中，将“enumerate(ls, 1)”改为“enumerate(ls, 3)”，则程序执行完毕后会输出什么结果呢？
【思考题2-40】 已知t=（5, 10, 15），则list（range（len（t）））的输出结果是否是[1, 2, 3]？
break语句用于跳出for循环或while循环。对于多层循环的情况，break语句用于跳出它所在的最近的那层循环。例如，代码清单2-38的功能是求1～100之间的素数。
表1-2 Python部分版本的信息
代码清单2-38执行完毕后，输出结果如图2-57所示。
图2-57 代码清单2-38的运行结果
提示
1.在代码清单2-38的第9行代码中，将print函数的end参数设置为''（仅包含一个空格的字符串），表示将结束符由默认的回车改为一个空格，使得多个素数能够输出到同一行。
2.在代码清单2-38中，有两层循环：第1行的for循环是外层循环，第4行的while循环是内层循环。break语句位于这两层循环中，但离break语句最近的那层循环是第4行的while循环。因此，当n%i==0成立时，通过第6行的break语句会跳出while循环（即结束当前n值的素数判断），而不会跳出for循环（即不会结束后面n值的素数判断）。
3.如果n不是素数，则其必然可以写为n=a×b（a和b均为大于1的正整数）。令a<=b，则a×a<=n，即a小于或等于n的平方根。因此，在代码清单2-38的第2行代码中，可以计算n的平方根并取整数部分，得到m；在第4行代码中，只需要将循环变量i的取值上限设定为m；如果n不是素数，则必然可以找到一个小于或等于m的值，其可以整除n。通过这种方式，可以减少程序的计算代价。
注意 break语句只能用于跳出for循环或while循环，而不能用于跳出if语句。例如，代码清单2-39在IDLE中执行时会报如图2-58所示的错误信息“'break' outside loop”，即“break在循环之外”。
表1-2 Python部分版本的信息
图2-58 代码清单2-39的运行结果
思考 请分别结合n=5和n=10这两种取值情况，分析一下代码清单2-38中第2～9行代码的执行过程。
continue语句用于结束本次循环并开始下一次循环。与break类似，对于多层循环的情况，continue语句作用于它所在的最近的那层循环。例如，代码清单2-40的功能如下：对于用户输入的每一个整数，判断其是否是3的倍数，如果是3的倍数则进行求和；当用户输入0时结束输入，并输出所有3的倍数的整数的求和结果。
表1-2 Python部分版本的信息
执行代码清单2-40时，依次输入10、15、20、25、30、0，则最后输出45（即15+30的结果），如图2-59所示。
图2-59 代码清单2-40的运行结果
提示
1.在代码清单2-40中，循环条件被设置为True。通常称这种循环为“永真循环”，即不可能通过条件不成立退出循环。对于这种永真循环，循环的语句序列中必然包含break等能跳出永真循环的语句。否则，将导致死循环，程序无法正常退出。
2.与break语句相同，continue语句只能作用于for循环或while循环，而不能作用于if语句。例如，代码清单2-41在IDLE中执行时会报如图2-60所示的错误信息“'continue' not properly in loop”，即“continue不在循环中”。
表1-2 Python部分版本的信息
图2-60 代码清单2-41的运行结果
for循环和while循环后面可以跟着else分支，当for循环已经遍历完列表中所有元素或while循环的条件为False时，就会执行else分支。例如，代码清单2-42给出了使用else进行素数判断的程序示例。
表1-2 Python部分版本的信息
如图2-61所示，执行代码清单2-42时，如果输入5，则会输出“5是素数”；如果输入10，则不会输出任何信息。
图2-61 代码清单2-42的运行结果
提示 如果是通过break语句跳出，则循环后的else分支不会执行。例如，代码清单2-42执行时，如果输入10，则for循环就会通过break语句跳出循环，此时就不会执行else分支下的第7行代码。
注意 Python通过缩进方式体现各语句的逻辑关系。由于else既可以用于for循环或while循环，也可以用于if语句，所以在使用时要特别注意else的缩进。例如，如果将代码清单2-42中第6行和第7行代码多加一层缩进，则会输出错误的结果，如代码清单2-43和图2-62所示。
表1-2 Python部分版本的信息
提示 虽然代码清单2-43执行时不会报错，但可能会输出不正确的运行结果，这说明程序中存在逻辑错误。对于逻辑错误，可以直接通过复查代码的方式找到错误原因，也可以通过程序调试的方式找到错误原因。
图2-62 代码清单2-43的运行结果
【思考题2-41】 用于跳出循环的命令是（ ）。
A.break
B.continue
C.else
D.pass
【思考题2-42】 用于结束本次循环并开始下一次循环的命令是（ ）。
A.break
B.continue
C.else
D.pass