Python基础入门（四）：循环语句for

一、循环语句for

        for是python中的另一个循环语句，提供了更为强大的循环结构，它可以遍历任何序列；

        例如：字符串、列表、元组、字典、集合等。

# for循环语法格式：

for 临时变量 in 被遍历对象:
    代码块
    
# 注意：
# 被遍历的对象可以是任意序列，也可以是一个区间范围。   
# 只要被遍历对象没有遍历完，就可以一直循环遍历，直到遍历结束。 

二：for循环的常用2个函数

        2.1: range()函数

# 功能：返回一个整数序列
# 语法：range(起始值start, 终止值end, 步长值step)
# 注意：range返回的区间范围是 [start , end)，也就是说不包含终值end
#      参数1，start默认是0，可以省略不写
#      参数2，end没有默认值，不可以省略
#      参数3，step默认值为1，可以省略不写

for i in range(10):
    print(i, end=' ')    # 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

for i in range(0):
    print(i, end=' ')    # 空

for i in range(-10):
    print(i, end=' ')    # 空

for i in range(1, 11):
    print(i, end=' ')    # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

for i in range(0, 30, 5):
    print(i, end=' ')    # 0 5 10 15 20 25

for i in range(0, -10, -2):
    print(i, end=' ')    # 0 -2 -4 -6 -8

for i in range(-10, 0, 2):
    print(i, end=' ')    # -10 -8 -6 -4 -2

        练习题：

# 打印一个n行的等腰三角形

# 方法1: 循环嵌套
n = int(input("请输入三角形的行数："))
for i in range(1, n+1):
    for j in range(1, n-i+1):
        print(' ', end='')
    for k in range(1, 2*i):
        print('*', end='')
    print()

# 方法2: 拼接
n = int(input("请输入三角形的行数："))
for i in range(1, n+1):
    s = '*'*(2*i-1)
    print(' '*(n-i)+s)

# 方法3: 格式化直接居中对齐输出
n = int(input("请输入三角形的行数："))
for i in range(1, n+1):
    s = '*'*(2*i-1)
    print(f"{s:^{2*n-1}}")

         2.2：len()函数

# 功能：返回一个序列[字符串、列表、元组等]的长度或者元素个数。
# 参数：序列[字符串、列表、元组等]
# 通常和range配合使用，用于序列中元素的计算。

s = "hello"
print(f"长度是{len(s)}", end=' ')  # 长度是5

# 按元素遍历
for i in s:
    print(i, end=' ')   # h e l l o

# 按下标、索引遍历
for i in range(len(s)):
    print(s[i], end=' ')    # h e l l o

        练习题：

# 1、输出一百以内的所有质数

for i in range(2, 101):
    flag = True
    for j in range(2, i):
        if i%j==0:
            flag = False
    if flag:
        print(i)



# 2、编程求 2000 以内的所有“完数”；
# 完数，是指一个数恰好等于它的因子值之和；
# 例如：6是完数，因为 6=1+2+3。

for i in range(1, 2001):
    sum = 0
    # 求因子
    for j in range(1, i):
        if i % j == 0:
            sum += j

    if i == sum:
        print(f"{i}是完数")



# 3、已知一串5位数的密码，满足a开头，取值范围是1-9，其他4位由bcde代替
#    取值范围是0-9。密码要满足下面两个条件：
#     ① abcde * a == eeeeee
#     ② a b c d e互不相等
# 穷举算法：列举出所有的可能性进行逐一验证；
# 解题思路：
#     ① 找对象[变量]
#     ② 找范围
#     ③ 找条件
# 我有一把密码锁，一位密码，问一个一个试密码，几种？ 答：0到9
# 我有一把密码锁，两位密码，问一个一个试密码，几种？ 答：10*10=100

for a in range(1, 10):
    for b in range(10):
        for c in range(10):
            for d in range(10):
                for e in range(10):
                    if (10000*a+1000*b+100*c+10*d+e) * a == 100000*e+10000*e+1000*e+100*e+10*e+e:
                        if a!=b!=c!=d!=e:
                            print(a, b, c, d, e)

三、循环控制关键字

        break：结束本层循环；

        continue：结束本次循环，继续下一次循环；

# break：结束本层循环
for i in range(1,6):
    if i==3:
        break
    print(f"跑第{i}圈", end=' ')    # 跑第1圈 跑第2圈


# continue：结束本次循环，继续下一次循环；
for i in range(1,6):
    if i==3:
        continue
    print(f"跑第{i}圈", end=' ')   # 跑第1圈 跑第2圈 跑第4圈 跑第5圈 

        练习题：

# 用户由键盘输入用户名和密码，分别保存在user和psd中;
# 同时验证用户名和密码是否正确，用户名默认为admin，密码默认为666888
# 如果正确提示登录成功，否则提示用户名或密码错误，请重新登录
# 以上功能最多尝试5次，若次数用完未能成功，则提示登录失败

for i in range(5):
    user = input("请输入用户名：")
    psd = input("请输入密码：")
    if user == "admin" and psd == '666888':
        print("登录成功！")
        break
    else:
        print("用户名或密码错误！请重新输入！")

else:
    print("5次机会已用完，登录失败！")

        注意：

        # 在python中，else是可以和循环结合使用的；

        # 当循环是正常结束的时候，则执行else；

        # 当循环非正常结束的时候，则不执行else；

四、算法的优化分析

import time

start = time.time()
# 100以内所有的质数
for i in range(2, 100001):
    # 假设 i 是质数，那么只有 1 和 i 两个因子
    flag = True
    # 进行验证，在 2 到 i-1 区间有无因子
    for j in range(2, int(i**0.5)+1):
        if i % j == 0:
            flag = False    # 有因子，假设不成立
            break
    if flag:
        pass
end = time.time()
print(end-start, "秒")   # 0.17497920989990234 秒

五：循环总结

        5.1：while循环的使用场景：

                while循环适用于需要根据条件来判断是否继续循环的情况。

                例如，当需要不断接收用户输入直到用户输入特定的值时，可以使用while循环；

                或者程序的运行结果满足某条件时需要结束循环，也可以使用while循环。

        5.2：for循环的使用场景：

                for循环适用于遍历序列（如列表、元组、字符串等）中的元素。

                当需要对一个序列中的每个元素执行相同的操作时，

                可以通过 range() 函数与 len() 函数来配合for循环来完成。

六、课后练习题

# 猜数字游戏
# 用户输入任意一个100以内数字，与随机生成的数字比较，两个数字若一样就赢了。
# 要求：
# 1. 使用random模块； 【import random】
# 2. 有8次猜错机会，猜对则打印数字； 【生成随机整数random】
# 3. 用while循环实现功能

import random

rand_num = random.randint(1, 100)
i = 1
while i <= 8:
    num = int(input("请输入你猜的数："))
    if num == rand_num:
        print("恭喜你猜对了！")
        break
    elif num < rand_num:
        print("猜小了")
    else:
        print("猜大了")
    i += 1
else:
    print("八次猜数已结束！")

# /// 运行结果如下：
# > 请输入你猜的数：50
# > 猜小了
# > 请输入你猜的数：75
# > 猜大了
# > 请输入你猜的数：63
# > 猜大了
# > 请输入你猜的数：56
# > 猜小了
# > 请输入你猜的数：59
# > 猜小了
# > 请输入你猜的数：61
# > 恭喜你猜对了！

# 1、使用循环语句，计算以下表达式的值：
# 1 + 1/2 + 1/3 + 1/4 + .... + 1/n

n = int(input("输入一个数n："))
sum = 0
for i in range(1, 2):
    for j in range(1, n+1):
        sum += i / j
    print(f"1+1/2+1/3+1/4+...+1/n 的和是: {sum}")



# 2、使用循环语句，计算以下表达式的值：
# 1/2 + 2/3 + 3/4 + ...... + n/(n+1)

n = int(input("输入一个数n："))
numerator = 1  # 分子
denominator = 2  # 分母
sum = 0
while True:
    sum += numerator / denominator
    if numerator == n:
        break
    numerator += 1
    denominator += 1
print(f"1/2+2/3+3/4+...+n/(n+1) 的和是: {sum}")