Python控制语句之循环结构与推导式

循环结构用来重复执行一条或多条语句。表达这样的逻辑：如果符合条件，则反 复执行循环体里的语句。在每次执行完后都会判断一次条件是否为 True，如果 为 True 则重复执行循环体里的语句。图示如下

循环体里面的语句至少应该包含改变条件表达式的语句，以使循环趋于结束；否 则，就会变成一个死循环。

一、while循环

while 循环的语法格式如下：

while 条件表达式：
    循环体语句

示例：利用 while 循环，计算 1-100 之间数字的累加和；计算 1-100 之间偶数的累加和， 计算 1-100 之间奇数的累加和。

num =0
sum_all=0  #1-100所有数字累加和
sum_even=0  #1-100所有偶数的累加和
sum_odd=0   #1-100所有奇数的累加和

while num<=100:
    sum_all+=num
    if num%2==0:
        sum_even+=num
    else:
        sum_odd+=num
    num+=1
print("1-100 所有数的累加和",sum_all)
print("1-100 偶数的累加和",sum_even)
print("1-100 奇数的累加和",sum_odd)

二、for循环和可迭代对象遍历

for 循环通常用于可迭代对象的遍历。for 循环的语法格式如下：

for  变量  in  可迭代对象：
    循环体语句

可迭代对象：

python中包含以下几种可迭代对象：

• 序列：包含：字符串、列表、元组
• 字典
• 迭代器对象（iterator）
• 生成器函数（generator）
• 文件对象

range对象

range 对象是一个迭代器对象，用来产生指定范围的数字序列。

格式为： range(start, end [,step])

生成的数值序列从 start 开始到 end 结束（不包含 end）。若没有填写 start，则默认从 0 开始。step 是可选的步长，默认为 1。如下是几种典型示例：

for i in range(10) 产生序列：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

for i in range(3,10) 产生序列：3 4 5 6 7 8 9

for i in range(3,10,2) 产生序列：3 5 7 9

示例：利用 for 循环，计算 1-100 之间数字的累加和；计算 1-100 之间偶数的累加和， 计算 1-100 之间奇数的累加和。

sum_all = 0 #1-100 所有数的累加和
sum_even = 0 #1-100 偶数的累加和
sum_odd = 0 #1-100 奇数的累加和
for num in range(101):
    sum_all += num
    if num%2==0:sum_even += num
    else:sum_odd += num

print("1-100 累加总和{0},奇数和{1},偶数和{2}".format(sum_all,sum_odd,sum_even))

三、循环体语句

1、break语句

break 语句可用于 while 和 for 循环，用来结束整个循环。当有嵌套循环时，break 语句只 能跳出最近一层的循环。

示例：使用break语句结束循序

while True:
    a = input("请输入一个字符（输入 Q 或 q 结束）")
    if a.upper()=='Q':
        print("循环结束，退出")
        break
    else:
        print(a)

2、continue语句

continue 语句用于结束本次循环，继续下一次。多个循环嵌套时，continue 也是应用于最 近的一层循环。

3、else语句

while、for 循环可以附带一个 else 语句（可选）。如果 for、while 语句没有被 break 语句结束，则会执行 else 子句，否则不执行。语法格式如下：

示例：员工一共 4 人。录入这 4 位员工的薪资。全部录入后，打印提示“您已经全部录 入 4 名员工的薪资”。最后，打印输出录入的薪资和平均薪资

salarySum= 0
salarys = []
for i in range(4):
    s = input("请输入一共 4 名员工的薪资（按 Q 或 q 中途结束）")

    if s.upper()=='Q':
        print("录入完成，退出")
        break
    if float(s)<0:
        continue

    salarys.append(float(s))
    salarySum += float(s)
else:
    print("您已经全部录入 4 名员工的薪资")

print("录入薪资：",salarys)
print("平均薪资{0}".format(salarySum/4))

四、循坏代码优化

虽然计算机越来越快，空间也越来越大，但我们编写程序时，遵守下面原则可以提高运行效率，减少不必要的低效计算：

• 尽量减少循环内部不必要的计算。
• 嵌套循环中，尽量减少内层循环的计算，尽可能向外提。
• 局部变量查询较快，尽量使用局部变量。
• 连接多个字符串，使用join()而不使用+。
• 列表进行元素插入和删除，尽量在列表尾部操作。

五、使用zip()并行迭代

我们可以通过zip()函数对多个序列进行并行迭代，zip()函数在最短序列”用完“时就会停止。

示例：

names = ("高淇","高老二","高老三","高老四")
ages = (18,16,20,25)
jobs = ("老师","程序员","公务员")
for name,age,job in zip(names,ages,jobs):
    print("{0}--{1}--{2}".format(name,age,job))

六、推导式创建序列

1、列表推导式

列表推导式生成列表对象，语法如下：

[表达式 for item in 可迭代对象 ]

或者：{表达式 for item in 可迭代对象 if 条件判断}

>>> [x for x in range(1,5)]
[1, 2, 3, 4]
>>> [x*2 for x in range(1,5)]
[2, 4, 6, 8]
>>> [x*2 for x in range(1,20) if x%5==0 ]
[10, 20, 30]
>>> [a for a in "abcdefg"]
['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g']
>>> cells = [(row,col) for row in range(1,10) for col in range(1,10)] #可以使用两个循环
>>> for cell in cells:
    print(cell)
(1, 1)
(1, 2)
(2, 1)
(2, 2)

2、字典推导式

字典的推导式生成字典对象，

格式如下： {key_expression : value_expression for 表达式 in 可迭代对象}

类似于列表推导式，字典推导也可以增加 if 条件判断、多个 for 循环。

#统计文本中字符出现的次数：
>>> my_text = ' i love you, i love sxt, i love gaoqi' 
>>> char_count = {c:my_text.count(c) for c in my_text}
>>> char_count
{' ': 9, 'i': 4, 'l': 3, 'o': 5, 'v': 3, 'e': 3, 'y': 1, 'u': 1, ',': 2, 's': 1, 'x': 1, 't': 1, 'g': 1, 'a': 1, 'q': 1}

3、集合推导式

集合推导式生成集合，和列表推导式的语法格式类似：

             {表达式 for item in 可迭代对象 }

或者：{表达式 for item in 可迭代对象 if 条件判断}

>>> {x for x in range(1,100) if x%9==0}
{99, 36, 72, 9, 45, 81, 18, 54, 90, 27, 63}

4、生成器推导式（生成元组）

很多同学可能会问：“都有推导式，元组有没有？”，能不能用小括号呢？ 

>>> (x for x in range(1,100) if x%9==0)
<generator object <genexpr> at 0x0000000002BD3048>

我们发现提示的是“一个生成器对象”。显然，元组是没有推导式的。

一个生成器只能运行一次。第一次迭代可以得到数据，第二次迭代发现数据已经没有了。

>>> gnt = (x for x in range(1,100) if x%9==0)
>>> for x in gnt:
    print(x,end=' ')
9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 99
>>> for x in gnt:
    print(x,end=' ')
>>>