第三章 循环迭代

循环迭代是计算机编程中最重要的语法之一，不仅在Python语言里，在几乎所有的编程语言里，循环迭代都是不可或缺的。我们利用计算机编程来处理问题的重要目的之一，就是帮助人们高效的处理重复繁琐的任务。 而循环迭代就是这样的利器，也是后续章节的基础。

关于循环迭代让我想到古希腊神话中的西西弗斯，西西弗斯被惩罚必须将一块石头推上山顶，而每次到达山顶后巨石又滚回山下，如此永无止境地重复下去。西西弗斯往往用于形容永无尽头而又徒劳无功的任务，文艺复兴时期的画家提香就有下面这个著名的作品。但是，只要你在编程中使用得当，这种循环是非常有效率的。如果你创建了一个循环迭代的语句，千万不要让它“徒劳无功”。

3.1. while循环

3.1.1. 基础语法

Python语言有多种方式来实现循环迭代的操作，第一种是while循环迭代，如下所示。

n = 3
while n > 0:    
    print(n)    
    n = n - 1
print('Happy New Year!')

这个例子是一个类似新年钟声的零点倒计时程序。这个例子中从第2行开始，出现了一个新的语法的引导关键词while。while关键词在第2行开始引导，第3行和第4行前面分别有空格，所以它们从属于第2行的while循环。

在while关键词后面紧跟着的是一个布尔表达式。第1行我们给n赋了3这个值，所以，在这个程序运行之初，while后面这个布尔表达式的布尔值是True。只要这个布尔表达式的值是True，那么从属于这个循环的语句就会一遍又一遍的运行，直到这个布尔表达式的值变成False。当循环结束了以后，就会运行第5行的打印Happy New Year，到这里整个程序也就运行结束了，所以最后的运行流程如下：

3 #第1轮循环，因为n=3，所以n>0为True，打印n并且n=n-1，n的值为2
2 #第2轮循环，因为n=2，所以n>0为True，打印n并且n=n-1，n的值为1
1 #第3轮循环，因为n=1，所以n>0为True，打印n并且n=n-1，n的值为0
Happy New Year! #第四轮循环，因为n=0，所以n>0为False，结束循环

注意

大家也许观察到了，如果要循环能够结束，则while后面跟着的布尔表达式的值必须要变成False才行。如果循环不能结束，则会成为一个无限循环，如下所示。

n = 3
while True:    
    print(n)    
    n = n - 1
print('Happy New Year!')

这个循环是永远不会终止的，你的电脑会一直运行下去。如果要打断它，请按下ctrl+c（win或者macOS都是一样）。 在编程中，一定要避免写出这种无限循环的代码。

3.1.2 break and continue

除了让布尔表达式变成False外，还有另外一种强行终止循环的办法，就是用到break这个关键词。

n = 3
while True: 
  	enter = input('please enter: ')
    if enter == 'q':
        break
    print(n)    
    n = n - 1
print('Happy New Year!')

我们在之前的代码上添加了第3，4 ，5行作为终止循环的语句。这里break这个关键词如果被触发了，则会直接跳出while循环。在这个例子中，enter用来接收你输入的值，输入除了q以外任何值，都会进入下一轮循环。如果你输入了q，就会跳出循环，直接到达第8行。所以一般情况下，break会和条件判断结合起来使用。

另一个在循环中会用到的关键词continue用来略过这一轮循环，有点类似于skip的意思。

n = 3
while True: 
    enter = input('please enter:')
    if enter == 'q':
        break
    if enter == 's':
      	continue
    print(n)    
    n = n - 1
print('Happy New Year!')

我们添加了第6，7行来，如果你输入了s，则continue被触发了，所以第8，9行都不会运行，但是仅限这一轮循环，并没有跳出整个循环，所以之后你会被要求继续输入。可能的运行结果如下。

please enter:a #此处你输入了a
3
please enter:  #此处你什么都没输入，直接回车
2
please enter:s #此处你输入了s，触发了continue
please enter:q #此处你输入了q，触发了break
Happy New Year!