循环 · 学径

第 5 课

循环

把人无法耐心完成的重复交给计算机。

福特高地公园工厂装配线，1913年。来源：美国国家档案馆 / Wikimedia Commons，公有领域。

导言

课程目标

用 while 或 for...in... 写出循环。

需要时，用 break / continue 提前处理。

现象

未到温度，就回到测温

电热水壶烧水的流程图：未达到温度时箭头回到加热 — 电热水壶烧水的流程图。如果不满足条件就回到前面的测温环节，直到温度达到。

现象

工厂把重复交给岗位

变的是零件，不变的是动作。

原理

while：条件成立就再走一遍

python

n = 5
while n > 0:
    print(n)
    n = n - 1

外表像 if，但会反复回来
n 减到 0，条件才不再成立

把 while 改成 if，对照只打印一次。

辨析

不改 n，就停不下来

python

n = 5
while n > 0:
    print(n)

为了避免死循环，条件所依赖的变量应该在循环过程中进行改变。

提醒：这段是死循环，课堂演示后立刻停掉。

原理

for...in...：依次拿过每个值

python

for i in 0, 1, 2, 3:
    print(i**2)

子结构跑四轮
每一轮的 i 依次是 0、1、2、3

指出每一轮开始时 i 被赋成下一个值。

原理

range：前闭后开的区间

python

for i in range(0, 5):
    print(i**2)

range(a, b) 含 a，不含 b
从 0 起时，起点可以省略

核对打印的是 0 到 4 的平方，没有 5。

例证

第三个数是步长

python

for i in range(2, 10, 2):
    print(i)

2、4、6、8，不含 10
间隔不必是 1

问：有没有可能用负数步长做倒数？

原理

循环里还可以再套循环

python

a = 4
while a > 0:
    for i in range(a):
        print(a)
    a -= 1

while 与 for 可以混用
循环变量不要同名，避免冲突

指出内层 for 的圈数随 a 变化。

原理

break：提前结束循环

python

for n in range(10, 20):
    if n % 3 == 0:
        print(n)
        break

只打印第一个：12
后面的循环将不会被执行

对照：若去掉 break，15 和 18 也会打印。

原理

continue：跳过这一轮循环

python

for n in range(10, 20):
    if n % 3 != 0:
        continue
    print(n)

跳过本轮剩余语句
循环本身还在继续

对照上一页：这里 12、15、18 都会留下。

实践

本节练习

从 1 起，小于 50 就打印，再加 7。

序列：1 8 15 22 29 36 43。

50 不打印。

请打开「在线 IDE」。先写清什么在变、何时停。

小结

本节要点

流程图里有向回的箭头时，同一段可以重复，直到条件把流程带出——这就是循环结构。
while 在条件成立时反复执行子结构；必须在子结构里改变条件所依赖的量，否则会进入死循环。与 if 外表相似，但 if 只走一次。
for...in... 依次遍历给出的值；range(a, b) 是前闭后开，可省略起点 0，也可用第三个数设步长。
break 提前结束整个循环；continue 跳过本轮剩余语句，进入下一轮。