Python基础（4）| 玩转循环结构：for、while与嵌套循环全解析（附源码）

【前言】

大家好！在之前的章节中，我们学习了顺序结构和选择结构，程序已经可以按部就班地做判断了。但如果我们要让计算机重复做一件事情1000次，难道要写1000行代码吗？当然不！今天我们来学习Python中非常重要的循环结构。

Python中的循环结构主要分为两类：遍历循环for和无限循环while。掌握这两种循环，你就拥有了让计算机"不知疲倦"工作的能力。

一、遍历循环 for

for循环通常用于遍历序列（如字符串、列表、range对象）。
1. 基本语法

python 复制代码

for 循环变量 in 遍历对象:
    语句块

2. 实战演练

场景1：遍历字符串
我们先来看最简单的例子，遍历字符串中的每一个字符。
python 复制代码
```
# 【示例4-9】
for i in 'hello':
    print(i)
```
场景2：使用range()函数
range()函数可以生成一个整数序列，是for循环的最佳搭档。语法为range(start, end, step)。
比如，我们要计算1到10之间所有偶数的和：
python 复制代码
```
s = 0
for i in range(1, 11): # 产生1到10的整数
    if i % 2 == 0:
        print(i, '是偶数')
```

场景3：经典案例------寻找水仙花数
水仙花数是指一个3位数，其各位数字立方和等于该数本身。这是for循环练手的经典案例。

python 复制代码

for i in range(100, 1000):
    sd = i % 10         # 个位
    tens = i // 10 % 10  # 十位
    hundred = i // 100   # 百位
    if sd**3 + tens**3 + hundred**3 == i:
        print(i)

二、for循环的扩展形式：for...else

else语句在循环结束后执行，但前提是循环没有被break终止（关于break我们下节讲，这里先了解）。

python 复制代码

# 【示例4-10】
s = 0
for i in range(1, 11):
    s += i
else:
    print('1-10之间的累加和为:', s)

注意：只有当for循环正常遍历完所有元素后，else里的代码才会执行。

三、无限循环 while

while循环是根据条件来控制的，只要条件为真（True），就一直循环。
1. 基本语法

python 复制代码

while 表达式:
    语句块

2. while循环的四个重要步骤（避免死循环）

在使用while循环时，必须牢记四个步骤，否则程序会陷入"死循环"：

初始化变量：给循环变量赋初值。
条件判断：决定是否进入循环。
语句块：执行具体的逻辑。
改变变量 ：更新循环变量，使条件最终能变为False。
3. 实战演练

案例1：计算1-100累加和

python 复制代码

# 【示例4-11】
i = 1      # (1) 初始化变量
s = 0
while i <= 100: # (2) 条件判断
    s += i  # (3) 语句块
    i += 1  # (4) 改变变量（关键！）
print('1-100之间的累加和:', s)

案例2：模拟用户登录（三次机会）
这是实际开发中非常常见的逻辑：限制尝试次数。

python 复制代码

# 【示例4-13】
i = 0
while i < 3:
    user_name = input('请输入您的用户名:')
    pwd = input('请输入您的密码:')
    if user_name == 'ysj' and pwd == '888888':
        print('系统正在登录，请稍后')
        break  # 登录成功直接退出
    else:
        if i < 2:
            print('用户名或密码不正确，您还有', 2-i, '次机会')
    i += 1
if i == 3:
    print('对不起，三次均输入错')

四、嵌套循环

如果一个循环的循环体中又包含了另一个循环，这就是嵌套循环。嵌套循环常用于处理二维数据（如表格、矩阵）或打印图形。

案例：打印九九乘法表（长方形）
外层控制行，内层控制列。

python 复制代码

# 【示例4-14】
for i in range(1, 4):
    for j in range(1, 5):
        print('*', end='')
    print() # 换行

进阶案例：打印菱形（空心菱形）
使用嵌套循环配合条件判断可以打印出复杂的图形，这对理解逻辑非常有帮助。
python 复制代码
```
# 【示例4-16】菱形
row = eval(input('请输入菱形的行数'))
# ... 代码逻辑
```

【总结】

for循环：适合已知循环次数或遍历序列的情况。

while循环：适合根据条件判断循环次数的情况，记得四个步骤！

for...else：循环正常结束时执行。

嵌套循环：外层变一次，内层跑一圈。

下一节我们将学习控制循环跳转的break和continue，敬请期待！