Python 循环教程：for, while, break, continue

介绍

在这个实验中，你将获得对 Python 中循环（loops）的基本理解，循环是自动化重复任务的关键工具。我们将从探索 for 循环和迭代（iteration）的概念开始，学习如何处理列表（lists）和字符串（strings）等序列。

接下来，你将了解如何将 range() 函数与 for 循环结合使用，以生成数字序列。然后，我们将介绍用于基于条件的重复的 while 循环。最后，你将学习如何使用 break 和 continue 语句来控制 for 循环和 while 循环的流程。

介绍 For 循环和迭代

在这一步中，你将学习 Python 中的 for 循环。for 循环用于遍历一个序列（sequence），例如列表（list）、元组（tuple）或字符串（string）。遍历意味着对序列中的每个元素逐一执行一个操作。

首先，让我们使用 for 循环来打印列表中每个元素。

在左侧的 WebIDE 文件浏览器中，你会看到一个文件列表。找到并打开名为 for_loop_example.py 的文件。向其中添加以下 Python 代码：

## Define a list of numbers
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

## The for loop iterates over each item in the 'numbers' list.
## In each iteration, the current item is assigned to the 'number' variable.
for number in numbers:
  ## This code block is executed for each item.
  print(number)

按 Ctrl + S 保存文件。

要运行脚本，请点击 WebIDE 顶部的 Terminal -> New Terminal 打开集成终端（integrated terminal）。然后，执行以下命令：

python for_loop_example.py

你应该会看到以下输出，每个数字都打印在新的一行上：

for 循环也可以遍历字符串。让我们在一个新文件中尝试一下。从文件浏览器中打开 string_loop.py 文件，并添加以下代码：

## Define a string
message = "Hello"

## Iterate over each character in the 'message' string
for char in message:
  ## Print each character
  print(char)

保存文件，然后从终端运行它：

python string_loop.py

输出将是：

H
e
l
l
o

这表明 for 循环可以处理任何序列，将字符串视为字符序列。

在 For 循环中使用 range() 函数

range() 函数是一个强大的工具，常与 for 循环一起使用以生成数字序列。当你需要重复执行某个操作特定的次数时，这非常有用。

range() 函数有三种使用方式：

range(stop): 生成从 0 开始到 stop 之前（不包括 stop）的数字。
range(start, stop): 生成从 start 开始到 stop 之前（不包括 stop）的数字。
range(start, stop, step): 生成从 start 开始到 stop 之前（不包括 stop）的数字，步长（increment）为 step。

让我们看看这是如何工作的。从文件浏览器中打开 range_example.py 文件，并添加以下代码：

## Use range(stop) to print numbers from 0 to 4
print("Numbers from 0 to 4:")
for i in range(5):
  print(i)

print("\n" + "="*20 + "\n") ## A separator for clarity

## Use range(start, stop) to print numbers from 2 to 5
print("Numbers from 2 to 5:")
for i in range(2, 6):
  print(i)

print("\n" + "="*20 + "\n") ## A separator for clarity

## Use range(start, stop, step) to print odd numbers from 1 to 9
print("Odd numbers from 1 to 9:")
for i in range(1, 10, 2):
  print(i)

保存文件，然后从终端运行它：

python range_example.py

你应该会看到以下输出：

Numbers from 0 to 4:
0
1
2
3
4

====================

Numbers from 2 to 5:
2
3
4
5

====================

Odd numbers from 1 to 9:
1
3
5
7
9

请注意，stop 值永远不会包含在序列中。如果你需要固定次数地执行某个操作，但不需要计数器的值，你可以使用下划线 _ 作为变量名。这是 Python 中的一个常见约定。

## This loop will execute 5 times
for _ in range(5):
  print("Hello")

介绍 While 循环

在这一步中，你将学习 while 循环。与预定迭代次数的 for 循环不同，while 循环会持续执行，直到指定的条件保持为 True。

while 循环的基本语法如下：

while condition:
  ## 要执行的代码
  ## 重要提示：更新一个变量，使其最终使条件变为 False

确保条件最终会变为 False 至关重要。否则，你将创建一个无限循环（infinite loop），这将导致你的程序永远运行下去。

让我们创建一个使用 while 循环从 1 打印到 5 的脚本。打开 while_loop_example.py 文件，并添加以下代码：

## Initialize a counter variable
count = 1

## The loop continues as long as 'count' is less than or equal to 5
while count <= 5:
  ## Print the current value of count
  print(count)
  ## Increment count by 1. This is essential to prevent an infinite loop.
  count = count + 1 ## This can also be written as count += 1

保存文件，然后从终端运行它：

python while_loop_example.py

你应该会看到以下输出：

循环的工作原理如下：

count 初始化为 1。
检查条件 count <= 5。1 <= 5 为 True，因此执行循环体。
打印 1，并将 count 增量更新为 2。
再次检查条件。2 <= 5 为 True，因此循环继续。
此过程重复，直到 count 变为 6。
当 count 为 6 时，条件 6 <= 5 为 False，循环终止。

当你预先知道迭代次数时，使用 for 循环。当重复执行依赖于在执行期间可能发生变化的条件时，使用 while 循环。

使用 break 和 continue 控制循环流程

Python 提供了 break 和 continue 两个语句来改变循环的正常流程。

break 语句会立即终止其所在的循环。程序执行会跳转到循环之后的第一个语句。

我们来看一个例子。打开 break_example.py 文件并添加这段代码，它会在满足特定条件时停止循环：

## Iterate through numbers from 0 to 9
for i in range(10):
  ## If i is 5, the 'if' condition becomes True
  if i == 5:
    print(f"Breaking loop at i = {i}")
    ## The break statement exits the loop immediately
    break
  print(i)

print("Loop finished.")

保存文件并运行它：

python break_example.py

输出将是：

0
1
2
3
4
Breaking loop at i = 5
Loop finished.

当 i 变为 5 时，循环停止了，数字 5 到 9 从未被打印出来。

continue 语句会跳过当前迭代的剩余部分，直接进入下一次迭代。

让我们看看如何使用 continue 来跳过打印特定数字。打开 continue_example.py 文件并添加以下代码：

## Initialize a counter
count = 0

## Loop while count is less than 10
while count < 10:
  count += 1
  ## If count is 5, the 'if' condition becomes True
  if count == 5:
    print(f"Skipping iteration at count = {count}")
    ## The continue statement skips the rest of this iteration
    continue
  ## This line is skipped when count is 5
  print(count)

print("Loop finished.")

保存文件并运行它：

python continue_example.py

输出将是：

1
2
3
4
Skipping iteration at count = 5
6
7
8
9
10
Loop finished.

在这种情况下，当 count 为 5 时，执行了 continue 语句。这导致该次迭代中的 print(count) 语句被跳过，循环进入下一次迭代，此时 count 变为 6。

总结

在这个实验（Lab）中，你学习了 Python 中循环的基础知识。你从 for 循环开始，使用它来迭代列表和字符串等序列。然后，你探索了 range() 函数，用于为 for 循环创建数字序列。

接下来，你学习了 while 循环，用于创建只要条件为真就一直运行的循环。最后，你学会了如何使用 break 语句提前退出循环，以及使用 continue 语句跳过某次迭代来控制循环的执行。这些概念是编写高效且强大的 Python 程序的基础。

理解 Python 中的循环

介绍

介绍 For 循环和迭代

在 For 循环中使用 range() 函数

介绍 While 循环

使用 break 和 continue 控制循环流程

总结