Python笔记_第一篇_面向过程第一部分_6.循环控制语句(while 和 for)_

　　承接条件控制语句。条件控制语句像大树一样有很多的之差，那条路径通（也就是表达式判断为True）就会往哪一个树杈去运行，万涓溪水汇成大河。对于常用的程序结构形式，还有一种这篇文章就会讲解，那就是循环控制语句。正如前面所说，程序的执行是由上而下，从左至右的运行方式，但是如果我们遇到一件事情：需要做的事情都相似，只是需要重复做很多遍，如果只有条件控制语句，一个小细节就要执行一遍，那就太蛋疼了，因此除了在实际工作中遇到像大树一样逻辑的思路，我们需要让程序这种由上而下，从左只有的运行过程中，执行到我们想要重复做很多遍的事情，让这种法则局部“失效”。来回去运行计算，然后运行计算完毕后，继续按照这种运行法则向下去执行，答案是肯定的：那就是循环语句。

　　循环控制语句简介

　　我们把循环控制语句比作一个圆圈，符合一个条件就循环一次，符合一个条件就循环一次。和条件控制语句一样，其循环控制语句也有一个原则，这个原则叫避免死循环。

　　死循环：

　　也就是说，在一个循环体内，由于设置的表达语句一致符合某个条件，这样就跳不出这个圆圈而在里面一致执行（如果电脑不死机，一直执行到海枯石烂！）。所以切记在循环控制语句内一定要避免死循环的发生。

　　循环控制语句在python中有两种形式一种叫while循环控制语句，另外一种叫for循环控制语句。while看起来逻辑上比较繁琐，但是不能这样说，各自在解决某些问题上，都有相对好的选择。

第一部分： while 循环控制语句

　　存在形式如下：

　　(1)  num = 0   # 计数器初始化

　　　　while num <=/< 表达式：

　　　　　　循环内容

　　　　　　num += 1  # 计数器运行部分# while循环语句要加一个计数器

　　(1)  num = 0   # 计数器初始化

　　　　while num <=/< 表达式：

　　　　　　循环内容

　　　　　　num += 1  # 计数器运行部分

　　　　else：  # 循环结束时执行这个位置

　　　　　　语句

　　解释如下：

　　其实这两种形式的区别就是后面增加了一个else：也就说形式(2) 整个循环体结束完毕后，再执行一个else：语句的内容。直白点儿说就是：“循环计算完毕，你还有什么话要说”？

　　因此，单独解释一下形式(1)即可：

　　计数器起到的作用就给定计数器一个初始值(这个变量名随便)随着表达式的内容一直为真，循环一直执行，每执行一次计数器累计一次，一直到累加表示部分为False了，整个循环体也就结束了。

　　详细逻辑：当程序执行到while语句时，首先要计算表达式的值，如果表达式的值为假，那么结束整个while语句。如果表达式的值为真，则执行语句，执行完成语句再去结算表达式的值；如果表达式的值为假，结束整个while语句，如此循环往复，直到表达式的值为假才停止。对于此，举几个例子。

　

　　举例1：循环计算列出1到5这几个数

 # 举例1
 num = 1
 while num <= 5:
     print(num, end="")
     num += 1
 # 输出结果：12345

　　

　　举例2：循环计算1到100累计值

 # 举例2
 # 计算1-100的累加求和
 sum = 0  # 初始化存放容器
 num1 = 1  # 初始化计数器
 while num1 <= 100:
     sum += num1
     num1 += 1
     # print(sum)
 print(sum)
 # 输出结果：5050

　　举例3：循环把字符串中的每一个字符打印出来。

 # 举例3
 # 按顺序打印字符串中的每一个位置
 str = "Thomas is a good man"
 index = 0  # 计数器初始化
 while index < len(str):
     print("str[%d] = %s" % (index, str[index]))
     index += 1
 # 输出结果：
 # str[0] = T
 # str[1] = h
 # str[2] = o
 # str[3] = m
 # str[4] = a
 # str[5] = s
 # str[6] =     # 这里的空格也是字符串的一个字符
 # str[7] = i
 # str[8] = s
 # str[9] =     # 这里的空格也是字符串的一个字符
 # str[10] = a
 # str[11] =    # 这里的空格也是字符串的一个字符
 # str[12] = g
 # str[13] = o
 # str[14] = o
 # str[15] = d
 # str[16] =    # 这里的空格也是字符串的一个字符
 # str[17] = m
 # str[18] = a
 # str[19] = n

　　举例4：把一句话循环打印3遍，最终用else:输出一句话来。

 # 举例4
 # while语句的第二种形式
 a = 1
 while a <= 3:
     print("Thomas is a good man")
     a += 1
 else:
     print("very very good")

　　小结：在while循环控制语句中，一定要注意计数器的叠加情况。这个是控制while循环语句的重中之重。

第二部分：for 循环控制语句

　　存在形式如下：

　　(1) for 变量名 in 集合：   # 集合可以是range，也可以是一个列表

　　　　　　语句

　　(2) for 变量名 in 集合：

　　　　　　语句

　　　　else：

　　　　　　语句    # 只有上面的for循环正常执行完毕，执行下面的else：语句。

　　解释如下：

　　首先，for循环也是存在两种形式，和while循环一样，最后的else：也是for循环正常执行完毕，执行下面的else：语句。不同点是：for 循环是通过一个变量名在一个集合里面去按照顺序的遍历一遍，遍历结束后这个for 循环体也就结束了。可以理解为：按照顺序取集合中的每一个元素，赋值给变量（这里看明白了，赋值给变量的意思是这个变量的值如果集合没有遍历完毕，一致按照顺序去赋值给变量进行判断，然后复制给变量进行判断，这个赋值的过程，其实我们前面接触到的print遍历一组数，字符，元组等，其实变量的值是处于不断赋值的过程，所以才能让print去打印。）如此循环往复。直到取完这个集合中的元素截止调出循环。

　　其次，这里我们看到用到前面所说的range(开始，结束，步长(默认为1)函数，另外后面和这个集合也可以用一个列表[1,2,3,4...]来表示。这就好像我去篮子里面拿鸡蛋，知道拿出最后一个鸡蛋for循环语句也就结束了。

　　最后，这里用到了前面说到的成员运算符in ，not in，其实还可用not，is ，is not身份运算符等。其实这里就是个亿逻辑判断。

　　这里我们把range函数在说一下：

　　函：range

　　　　语：range(self, [,start] [,end] [,step])

　　　　　　用：start--计数起始位置，end--计数结束位置，step--为计数的步长；如果range内为一个数值，默认表示时从0开始到这个数值，步长为1。这里的range也可以理解为列表生成器，生成数列，注意：所有的集合都是从0开始的序列（如果没有要求的话）

　　举例1：把前面while循环语句的1-5个数打印出来，用for循环来表示

 # 举例1
 # 遍历打印
 for i in [1, 2, 3, 4, 5]:
     print(i, end="")
 print("\n")
 # 输出结果：12345

　　举例2：遍历2-20，步长为2的结果。

 # 举例2
 # 遍历从2-20，步长为2的结果
 for k in range(2, 20, 2):
     print(k, end="")
     print(" ", end="")
 print("k的值是： %d" % k)
 print("\n")
 # 输出结果：2 4 6 8 10 12 14 16 18 k的值是： 18

　　举例3：遍历整个字符串。

 # 遍历字符串
 fruits = ['banana', 'apple',  'mango']
 for fruit in fruits:        # 第二个实例
    print ('当前水果 :', fruit)
 # 输出结果：
 # 当前水果 : banana
 # 当前水果 : apple
 # 当前水果 : mango

　　从这些例子里面可以看出，“遍历”的思路是循环结构中最长使用的方式方法，对于遍历我们前面也讲过一个函数叫enumerate函数，整个函数叫枚举函数，也就是在遍历的时候去记录现在遍历到第几个了。我们把这个函数再复习一下：

　　函：enumrate

　　　　语：enumrate(x, [,startNum])

　　　　　　用：这里的x为枚举哪一个集合，其中startNum可以不写，默认是从0开始的。如果写的话像这样：

　　　　　　　　默认：0 就从0 1 2 3 4 5 6 7...这样记录遍历到第几个了。

　　　　　　　　设置：1 就是1 2 3 4 5 6 7 8...这样记录遍历到第几个。

　　　　　　　　就是一个开始编号的意思。

　　举例4：枚举1-5个数。

 # 举例4
 # enumerate(x,[,start]) 枚举函数,start枚举开始数字
 # 作用：
 for index, m in enumerate([1, 2, 3, 4, 5], 1):
     # index,m = 下标,元素，for 循环也可以用交换使赋值方式
     print(index, m)
 # 输出结果：
 # 1 1
 # 2 2
 # 3 3
 # 4 4
 # 5 5

第三部分： 迭代器(Iterator)

　　迭代器这部分内容分可迭代对象和迭代器。其实迭代器从从思想上理解就是循环的一种简写方式。

　　可迭代对象：

　　　　可迭代对象：可直接作用于for循环的对象统称为可迭代对象(Iterable，表示可迭代的)

　　迭代器

　　　　迭代器：不带可以作用于for循环，还可以被next函数不断调用并返回一个值，直到最后跑出一个stopIteration错误表示无法继续返回下一个值。

　　　　　　　　可以被next()函数调用并不断返回下一个值的对象成为迭代器。

　　函：isinstance()

　　　　语：range(对象，识别类型)

　　　　　　用：这个函数可以识别iterable那些可以迭代，iterator那些可以作为迭代器。

from collections.abc import Iterable,Iterator

# 那些可以作为迭代对象
print(isinstance([],Iterable))
print(isinstance((),Iterable))
print(isinstance({},Iterable))
print(isinstance("",Iterable))
print(isinstance((x for x in range(10)),Iterable))
print(isinstance(1,Iterable))

# 迭代器有哪些？
print(isinstance([],Iterator))
print(isinstance((),Iterator))
print(isinstance({},Iterator))
print(isinstance("",Iterator))
print(isinstance((x for x in range(10)),Iterator)) # 这是一个迭代器
print(isinstance(1,Iterator))

　　我们从返回值可以看出，除了1不能作为迭代对象，其他都可以作为迭代对象；但是iterator能作为迭代器的只有迭代表达式。

　　补充说明：

　　我们需要导入一个collections库才能用isinstatnce函数，但是在Python3更高级的版本中调用这个库会产生错误。因为这个库的名字已经更改了。

　　旧版：from collections import iterable,iterator

　　新版:  from collections.abc import iterable,iterator   # 增加了一个abc后缀，这里要特别说明。

　　函：iter()

　　　　语：iter(把什么内容变成可迭代内容，)

　　　　　　用：如果当前的内容不是要给迭代器，那么我们可以把什么内容转换为迭代器，后面内容不是唯一的用逗号进行分割。

　　函：next()

　　　　语：next(迭代器句柄)

　　　　　　用：这个函数不是可以一次一次的进行迭代。

　　举例说明：

# 迭代形式的使用
l = (x for x in range(5))
print(next(l))
print(next(l))
print(next(l))
print(next(l))
print(next(l))
# print(next(l)) # 报错了
# 返回0 1 2 3 4 迭代了4次
# 这里的迭代格式为x for x in range()

# 使用迭代器，转换想要迭代的内容
a = iter([1,2,3,4,5])
print(next(a))
print(next(a))
print(next(a))
print(next(a))
print(next(a))
# 返回 1 2 3 4 5 迭代了5次

# 案例：
endstr = "end"
line = "\t"
str1 = ""
for str in iter(input,endstr):
    str1 = str1 + str
    if str == endstr:
        break
    str1 = str1 + line
print("您输入的内容是：%s" %str1)

# 解释：iter生成一个迭代内容(input,endstr)，在这就好比一个循环内容，到最后一个循环
# endstr的时候结束,也就是说一直循环input1,input2,input3...,endstr最后一个输入
# end字符串结束

# 输出内容：
# Thomas
# is
# a
# good
# man
# end
# 您输入的内容是：Thomas	is	a	good	man	

　　因此我们可以看到迭代器不光可以迭代数据类型，还可以迭代一个函数，最后一个例子当中迭代了input这个函数

第三部分：生成器(generator)

　　生成器我们要记住一个函数叫做yeild，这个函数是相对于return这个来讲的。return这个表示函数结束并返回，yield这个表示暂停的意思。我们通过段函数来说明这个问题：

　　第一段：正常的return

def r(n):
    print("Hello,return")
    while n>:
        print("before return")
        return n
        n -=
        print("after return")
r()
# 返回值：
# Hello,return
# before return

　　我们可以看到碰到return整个值就反回了，不在执行。

　　第二段：改为yield的代码

def y(n):
    print("Hello,yield")
    while n>:
        print("before yield")
        yield n
        n -=
        print("after yield")
yy = y()
yy.__next__()  # 注意：在python2，next前后是没有双划线的
yy.__next__()
yy.__next__()
yy.__next__()  # 报错，执行到第三遍
# 返回值：
# Hello,yield
# before yield
# before yield
# after yield
# before yield
# after yield
# StopIteration # 报错，执行到第三遍

总结：

　　这样这两个循环体就解释完了，总结有一下两点注意：

　　1. for语句中的"for 表达式 in 集合:"这句话是两句话的缩写
　　第一句：表达式1 = 集合中的第一个元素，表达式2 = 集合中的第一个元素 ... ...实际是一个赋值语句
　　第二句：当全部赋值完毕结束整个for循环语句
　　因此：遍历过程其实是把整个赋值后的表达式打印出来,但是这个值的位置只有一个，赋值——覆盖——赋值——覆盖——最后一个运算值。

　　2. 既然是表达式赋值方式，所以for循环也可用交互式赋值方式。

　　3. 同样for的表达式后也要加上“：”