5.循环

作者: 小哲1998 | 来源:发表于2020-03-07 21:55 被阅读0次

一、实验目的

循环语句
循环控制
print() 函数的 end 参数
列表
索引
切片
元组

二、知识要点

1.循环语句

流程图

循环类型	描述
while 循环	在给定的判断条件为 true 时执行循环体，否则退出循环体。
for 循环	重复执行语句
嵌套循环	你可以在while循环体中嵌套for循环

while循环
while 语句用于循环执行程序，即在某条件下，循环执行某段程序，以处理需要重复处理的相同任务。其基本形式为：

while 判断条件(condition)：
    执行语句(statements)……

在Python中也可以使用while…else进行循环，当循环条件为false时执行else语句块，而当程序进行无线循环时可输入Ctrl+C终止。

for循环
for循环可以遍历任何序列的项目，如一个列表或者一个字符串。语法格式为：

for iterating_var in sequence:
   statements(s)

通常有如下三种形式：

输出字符串中的每一个字符

通过序列索引迭代

循环使用 else 语句

2.循环控制语句

控制语句	描述
break 语句	在语句块执行过程中终止循环，并且跳出整个循环
continue 语句	在语句块执行过程中终止当前循环，跳出该次循环，执行下一次循环。
pass 语句	pass是空语句，是为了保持程序结构的完整性。

break是结束整个循环而continue是结束本次循环继续下次循环。

3.列表

列表是最常用的Python数据类型，它可以作为一个方括号内的逗号分隔值出现。列表的数据项不需要具有相同的类型。创建一个列表，只要把逗号分隔的不同的数据项使用方括号括起来即可。如下所示：

list1 = ['physics', 'chemistry', 1997, 2000]
list2 = [1, 2, 3, 4, 5 ]
list3 = ["a", "b", "c", "d"]

3.1常用列表操作:

访问列表中的值

list1 = ['physics', 'chemistry', 1997, 2000]
list2 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ]
 
print ("list1[0]: ", list1[0])
print ("list2[1:5]: ", list2[1:5])

>>list1[0]:  physics
  list2[1:5]:  [2, 3, 4, 5]

更新列表(append())：

list = []          ## 空列表
list.append('Google')   ## 使用 append() 添加元素
list.append('Runoob')
print (list)

>>['Google', 'Runoob']

替换列表元素

letters = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g']
letters[2:5] = ['C', 'D', 'E']
print(letters)

>>['a', 'b', 'C', 'D', 'E', 'f', 'g']

letters[2:3]=[]
print(letters)

>>['a', 'b', 'D', 'E', 'f', 'g']

删除列表元素(del)

list1 = ['physics', 'chemistry', 1997, 2000]

print list1
del list1[2]
print ("After deleting value at index 2 : ")
print(list1）
      
>> ['physics', 'chemistry', 1997, 2000]
    After deleting value at index 2 :
   ['physics', 'chemistry', 2000]

Python列表截取

L=['Google', 'Runoob', 'Taobao']
print(L[2],L[-2])

>>Taobao Runoob

3.2 列表所涉及的方法

序号	方法
1	list.append(obj) 在列表末尾添加新的对象
2	list.count(obj) 统计某个元素在列表中出现的次数
3	list.extend(seq) 在列表末尾一次性追加另一个序列中的多个值（用新列表扩展原来的列表）
4	list.index(obj) 从列表中找出某个值第一个匹配项的索引位置
5	list.insert(index, obj) 将对象插入列表
6	[list.pop(index=-1]) 移除列表中的一个元素（默认最后一个元素），并且返回该元素的值
7	list.remove(obj) 移除列表中某个值的第一个匹配项
8	list.reverse() 反向列表中元素
9	list.sort(cmp=None, key=None, reverse=False) 对原列表进行排序

3.3 列表脚本操作符

Python 表达式	结果	描述
len([1, 2, 3])	3	长度
[1, 2, 3] + [4, 5, 6]	[1, 2, 3, 4, 5, 6]	组合
['Hi!'] * 4	['Hi!', 'Hi!', 'Hi!', 'Hi!']	重复
3 in [1, 2, 3]	True	元素是否存在于列表中
for x in [1, 2, 3]: print x,	1 2 3	迭代

3.4 列表有关函数

序号	函数
1	cmp(list1, list2) 比较两个列表的元素
2	len(list) 列表元素个数
3	max(list) 返回列表元素最大值
4	min(list) 返回列表元素最小值
5	list(seq) 将元组转换为列表

4.切片

切片

有关切片问题先看一段代码：

num = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
print(num[1:8:1])  #越界输出
print(num[1:6:2])  #步长变化输出
print(num[-1:-6:-1])  #逆序输出
print(num[-6:-1])     #正序输出
print(num[1:-1])      #混合输出
print(num[1:])        #索引为1之后的所有元素
print(num[:-1])        #索引为-1之前的所有元素

结果为：

[2, 3, 4, 5, 6, 7]
[2, 4, 6]
[7, 6, 5, 4, 3]
[2, 3, 4, 5, 6]
[2, 3, 4, 5, 6]
[2, 3, 4, 5, 6, 7]
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

如上面的代码与图片，终点是分清n维列表中的第一个元素索引为0，最后一个元素索引为n-1或-1，而对于起点和终点需要记住包括起点而不包括终点。

三、实验内容

1.for循环的常用形式

代码：

# 从字符串中提取
for i in 'python':
    print("The letter is:", i)
colors = ['red', 'blue', 'green']
for color in colors:
    print("The color is:", color)

# 通过序列索引迭代
cups = ['MoreLarge', 'Large', 'Small']
for count in range(len(cups)):
    print("The ", count + 1, " cup is:", cups[count])

# 循环用 else 语句
for num in range(10, 20):  # 迭代 10 到 20 之间的数字
    for i in range(2, num):  # 根据因子迭代
        if num % i == 0:  # 确定第一个因子
            j = num / i  # 计算第二个因子
            print('%d 等于 %d * %d' % (num, i, j))
            break  # 跳出当前循环
    else:  # 循环的 else 部分
        print(num, '是一个质数')

结果：

# 从字符串中提取
The letter is: p
The letter is: y
The letter is: t
The letter is: h
The letter is: o
The letter is: n
The color is: red
The color is: blue
The color is: green

# 通过序列索引迭代
The  1  cup is: MoreLarge
The  2  cup is: Large
The  3  cup is: Small

# 循环使用 else 语句
10 等于 2 * 5
11 是一个质数
12 等于 2 * 6
13 是一个质数
14 等于 2 * 7
15 等于 3 * 5
16 等于 2 * 8
17 是一个质数
18 等于 2 * 9
19 是一个质数

2.break与continue的使用

代码：

for i in range(1, 10):
    if i % 2 == 0:
        print("此时的i为偶数,输出i的值至控制台", end=" ")
        print("i=", i)
    elif i == 5:
        print("此时i为5结束整个循环")
        break
    else:
        print("此时i为奇数且不等于5，直接进行下一次循环")
        continue
        print("i=", i)
print("循环已结束，此时i=", i)

结果：

此时i为奇数且不等于5，直接进行下一次循环
此时的i为偶数,输出i的值至控制台 i= 2
此时i为奇数且不等于5，直接进行下一次循环
此时的i为偶数,输出i的值至控制台 i= 4
此时i为5结束整个循环
循环已结束，此时i= 5

不难看出，continue后的print("i=", i)并没有执行，而当执行break时程序直接结束了本层循环

3.双层循环中的break

代码：

n = 0
for i in range(1, 3):
    n += 1
    for j in range(1, 3):
        break
    print("第一次循环语句共执行了：", n, "次")

结果：

第一次循环语句共执行了： 1 次
第一次循环语句共执行了： 2 次

break只会结束掉本层循环

四、实验结果

1.去除字符串首尾的空格

代码：

str_1 = str(input("Please input a string:"))
while str_1[:1] == ' ':
    str_1 = str_1[1:]
while str_1[-1:] == ' ':
    str_1 = str_1[:-1]
print(str_1)

结果：

Please input a string:    hello world   
hello world

2.分别使用while、for计算如下问题：

计算幂级数：
$e^{x}=1+x+\frac{x^{2}}{2!}+\frac{x^{3}}{3!}+…+\frac{x^{n}}{n!}(0<n<1)$
用户进行输入x,当满足：
$\frac{x^{n}}{n!}<0.00001$
时，停止累加且输出多项式之和以及n的值。

#for
x = float(input("Please input an integer:"))
result = 1.0
n = log = 1
for n in range(1, 100):
    log *= x / n
    result += log
    if log < 0.0001:
        break
print("No of Times= {} and Sum= {}".format(n+1, result))

#while
X = float(input("Enter the value of x: "))
N = term = num = 1
Result = 1.0
while N <= 100:
    term *= X / N
    Result += term
    N += 1
    if term < 0.0001:
        break
print("No of Times= {} and Sum= {}".format(N, Result))

结果：

Please input an integer:0.5
No of Times= 7 and Sum= 1.6487196180555554
Enter the value of x: 0.5
No of Times= 7 and Sum= 1.6487196180555554

3.乘法表

分别使用for、while打印十以内的乘法表

代码：

# for
for i in range(1, 11):
    for j in range(1, 11):
        print("{:5d}".format(i*j), end=" ")
    print()
print("*"*65)
# while
i = 1
while i < 11:
    n = 1
    while n <= 10:
        print("{:5d}".format(i * n), end=' ')
        n += 1
    print()
    i += 1

结果：

    1     2     3     4     5     6     7     8     9    10 
    2     4     6     8    10    12    14    16    18    20 
    3     6     9    12    15    18    21    24    27    30 
    4     8    12    16    20    24    28    32    36    40 
    5    10    15    20    25    30    35    40    45    50 
    6    12    18    24    30    36    42    48    54    60 
    7    14    21    28    35    42    49    56    63    70 
    8    16    24    32    40    48    56    64    72    80 
    9    18    27    36    45    54    63    72    81    90 
   10    20    30    40    50    60    70    80    90   100 
*****************************************************************
    1     2     3     4     5     6     7     8     9    10 
    2     4     6     8    10    12    14    16    18    20 
    3     6     9    12    15    18    21    24    27    30 
    4     8    12    16    20    24    28    32    36    40 
    5    10    15    20    25    30    35    40    45    50 
    6    12    18    24    30    36    42    48    54    60 
    7    14    21    28    35    42    49    56    63    70 
    8    16    24    32    40    48    56    64    72    80 
    9    18    27    36    45    54    63    72    81    90 
   10    20    30    40    50    60    70    80    90   100

4.斐波那契（Fibonacci）数列

输入一个整数n,接下来输出斐波那契亚数列的前n项。
注：斐波那契亚数列前两项都为1，第三项往后均为该项前两项之和。

代码：

Num_1 = int(input("请输入一个整数:"))
a = b = 1
c = 1
if Num_1 < 3:
    for j in range(Num_1):
        print("斐波那契亚数列第", j+1, "项是:", 1)
while Num_1 >= 3 and c < 3:
    print("斐波那契亚数列第", c, "项是:", 1)
    c += 1
for i in range(Num_1 - 2):
    a, b = b, a + b
    print("斐波那契亚数列第", i + 3, "项是:", b)

结果

请输入一个整数:10
斐波那契亚数列第 1 项是: 1
斐波那契亚数列第 2 项是: 1
斐波那契亚数列第 3 项是: 2
斐波那契亚数列第 4 项是: 3
斐波那契亚数列第 5 项是: 5
斐波那契亚数列第 6 项是: 8
斐波那契亚数列第 7 项是: 13
斐波那契亚数列第 8 项是: 21
斐波那契亚数列第 9 项是: 34
斐波那契亚数列第 10 项是: 55

5.棍子游戏

这是一个非常简单的游戏。这里有 21 根棍子，首先用户选 1 到 4 根棍子，然后电脑选 1到 4 根棍子。谁选到最后一根棍子谁就输。判断一下用户有赢的机会吗？如果没有的话，如何修改游戏规则可以使用户有赢的机会呢？特别说明：用户和电脑一次选的棍子总数只能是5。

代码：

sticks = 21

print("There are 21 sticks, you can take 1-4 number of sticks at a time.")
print("Whoever will take the last stick will loose")

while True:
    print("Sticks left: " , sticks)
    if sticks == 1:
        print("You took the last stick, you loose")
        break
    sticks_taken = int(input("Take sticks(1-4):"))
    if sticks_taken >= 5 or sticks_taken <= 0:
        print("Wrong choice")
        continue
    print("Computer took: " , (5 - sticks_taken) , "\n")
    sticks -= 5

分析：
本题目中在题目中的条件下，先手的人必输，因为后手的人只需凑够（21-1）的因数5即可，最后1根一定是先手的人拿到。