第5 章
循环结构程序设计 
结构化程序由顺序结构、选择结构和循环结构组成。前面已经介绍了顺序结构和选
择结构程序设计,本章主要介绍循环结构的程序设计。
循环结构是一种重复执行的程序结构。在许多实际问题中,需要对问题的一部分通
过若干次、有规律的重复计算来实现。例如,求大量数据之和、迭代求根、递推法求解等, 
都要用到循环结构的程序设计。循环是计算机解题的一个重要特征,计算机运算速度快, 
最善于进行重复性的工作。
Python语言提供了while语句和for语句来实现循环结构。
5.1 while语句结构
5.1.1 while 语句
1.while语句的一般格式 
while语句是当型循环,一般格式为: 
while 条件表达式: 
循环体
功能:条件表达式描述循环的条件,循环体语句描述要反复执行的操作,称为循环
图5.1 while循环流程图
体。while语句执行时,先计算条件表达式的值,当条件表达
式的值为真(非0)时,循环条件成立,执行循环体;当条件表
达式的值为假(0)时,循环条件不成立,退出循环,执行循环
语句之后的下一条语句。其执行流程如图5.1所示。
注意: 
(1)当循环体由多条语句构成时,必须用缩进对齐的方
式组成一个语句块来分隔子句,否则会产生错误。
(2)与if语句的语法类似,如果while循环体中只有一条
语句,可以将该语句与while写在同一行中。
(3)while语句的条件表达式不需要用括号括起来,表达式后面必须有冒号。
(4)如果表达式永远为真,循环将会无限地执行下去。因此,在循环体内必须要有修
改表达式值的语句,使其值趋向False,让循环趋于结束,避免出现无限循环。

86 Python 语言程序设计（第2 版） 
2.在while语句中使用else子句
while语句中使用else子句的一般格式: 
while 条件表达式; 
循环体
else: 
语句
Python与其他大多数语言不同,可以在循环语句中使用else子句,即构成了while… 
else循环结构,else中的语句会在循环正常执行完的情况下执行(不管是否执行循环体)。
例如: 
count=int(input()) 
while count<5: 
print(count,"is less han 5") 
count=count+1 
else: 
print(count,"is not less than 5") 
程序的一次运行结果如下: 
8 ↙ 
8 is not less than 5 
在该程序中,当输入8时,循环体一次都没有执行,退出循环时,执行else子句。
5.1.2 while 语句应用
【例5.1】 求Σ100 
n=1n。
分析:本例实际是求若干个数之和的累加问题。定义sum 用于存放累加和,用n表
示加数,用循环结构来求解,每循环一次累加一个整数值,整数的取值范围为1~100。
程序如下: 
sum,n=1,0 
while n<=100: 
sum=sum+n 
n=n+1 
print("1+2+3+…+100=",sum) 
程序运行结果: 
1+2+3+…+100=5050

第5 章　循环结构程序设计 87 
说明:程序中变量n有两个作用,其一是作为循环计数变量,其二是作为每次被累加
的整数值。循环体有两条语句,sum=sum + n实现累加;n=n+1使加数n每次增1, 
这是改变循环条件的语句,否则循环不能终止,成为“死循环”。循环条件是当n小于或等
于100时,执行循环体,否则跳出循环,执行循环语句之后的下一条语句(print语句)以输
出计算结果。
思考:如果将循环体语句“s=s+n”和“n=n+1”互换位置,程序的运行结果如何? 
对于while语句的用法,还需要注意以下几点。
(1)如果while后面表达式的值一开始就为假,则循环体一次也不会执行。例如: 
a=0 
b=0 
while a>0: 
b=b+1 
(2)循环体中的语句可以是任意类型的合法语句。
(3)遇到下列情况,退出while循环: 
● 表达式不成立; 
● 循环体内遇到break、return等语句。
【例5.2】 从键盘上输入若干个数,求所有正数之和。当输入0或负数时,程序结束。
程序如下: 
sum=0 
x=int(input("请输入一个正整数(输入0 或者负数时结束):")) 
while x>=0: 
sum=sum+x 
x=int(input("请输入一个正整数(输入0 或者负数时结束):")) 
print("sum=",sum) 
程序运行结果: 
请输入一个正整数(输入0 或者负数时结束): 13 
请输入一个正整数(输入0 或者负数时结束): 21 
请输入一个正整数(输入0 或者负数时结束): 5 
请输入一个正整数(输入0 或者负数时结束): 54 
请输入一个正整数(输入0 或者负数时结束): 0 
sum = 92 
【例5.3】 输入一个正整数x,如果x满足0<x<99999,则输出x是几位数并输出x 
个位上的数字。
程序如下:

88 Python 语言程序设计（第2 版） 
x=int(input("Please input x: ")) 
if x>=0 and x<99999: 
i=x 
n=0 
while i>0: 
i=i//10 
n=n+1 
a=x%10 
print("%d 是%d 位数,它的个位上数字是%d"%(x,n,a)) 
else: 
print("输入错误!") 
程序运行结果: 
Please input x: 12345 
12345 是5 位数,它的个位上数字是5 
再次运行程序,结果如下: 
Please input x: -1 
输入错误! 
5.2 for语句结构
5.2.1 for 语句
1.for语句的一般格式 
for语句是循环控制结构中使用较广泛的一种循环控制语句,特别适合于循环次数确
定的情况。其一般格式为: 
for 目标变量in 序列对象: 
循环体
for语句的首行定义了目标变量和遍历的序列对象,后面是需要重复执行的语句块。
语句块中的语句要向右缩进,且缩进量要一致。
注意: 
(1)for语句是通过遍历任意序列的元素来建立循环的,针对序列的每一个元素执行
一次循环体。列表、字符串、元组都是序列,可以利用它们来创建循环。
(2)for语句也支持一个可选的else块,其功能就像在while循环中一样,如果循环
离开时没有遇到break语句,就会执行else块。也就是序列所有元素都被访问过了之后, 
执行else块。其一般格式为:

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for 目标变量in 序列对象: 
语句块
else: 
语句
2.rang对象在for循环中的应用
在Python3.x中,range()函数返回的是可迭代对象。Python专门为for语句设计了
迭代器的处理方法。range()函数的一般格式为: 
range([start,]end[,step]) 
range()函数共有3个参数,start和step是可选的,start表示开始,默认值为0,end 
表示结束,step表示每次跳跃的间距,默认值为1。该函数功能是生成一个从start参数
的值开始,到end参数的值结束(但不包括end)的数字序列。
例如,传递一个参数的range()函数: 
>>> for i in range(5): 
print(i) 
01234 
传递两个参数的range()函数: 
>>> for i in range(2,4): 
print(i) 
23 
传递三个参数的range()函数: 
>>> for i in range(2,20,3): 
print(i) 
258 11 
14 
17

90 Python 语言程序设计（第2 版） 
执行过程中首先对关键字in后的对象调用iter()函数获得迭代器,然后调用next() 
函数获得迭代器的元素,直到抛出StopIteration异常。
range()函数的工作方式类似于分片。它包含下限(上例中为2),但不包含上限(上
例中为20)。如果希望下限为0,则只可以提供上限,例如: 
>>>range(10) 
[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9] 
【例5.4】 用for循环语句实现例5.1。
程序如下: 
sum=0 
for i in range(101): 
sum=sum+i 
print("1+2+3+…+100=",sum) 
该例中采用range()函数得到一个0~100的序列,变量i依次从序列中取值累加到
sum 变量中。
5.2.2 for 语句应用
【例5.5】 判断m 是否为素数。
一个自然数,若除了1和它本身外不能被其他整数整除,则称为素数。例如,2、3、5、7 
等。根据定义,只需检测m 能否被2,3,4,…,m-1整除,只要能被其中一个数整除,则
m 不是素数,否则就是素数。程序中设置标志量flag,若flag为0时,则m 不是素数;若
flag为1时,则m 是素数。
程序如下: 
m=int(input("请输入要判断的正整数m: ")) 
flag=1 
for i in range(2,m): 
if m%i==0: 
flag=0 
i=m #令i 为m,使i<m 不成立,在不是素数时退出循环
if flag==1: 
print("%d 是素数"%m) 
else: 
print("%d 不是素数"%m) 
程序运行结果: 
请输入要判断的正整数m: 11 
11 是素数

第5 章　循环结构程序设计 91 
再次运行程序,结果如下: 
请输入要判断的正整数m: 20 
20 不是素数
【例5.6】 已知四位数3025具有特殊性质:它的前两位数字30与后两位数字25之
和是55,而55的平方正好等于3025。编写程序,列举出所有具有这种性质的四位数。
分析:采用列举的方法。将给定的四位数按前两位数、后两位数分别进行分离,验证
分离后的两个两位数之和的平方是否等于分离前的那个四位数,若等于即打印输出。
程序如下: 
print("满足条件的四位数分别是: ") 
for i in range(1000,10000): 
a=i//100 
b=i%100 
if (a+b)**2==i: 
print(i) 
程序运行结果: 
满足条件的四位数分别是: 
2025 
3025 
9801 
【例5.7】 求1~100中能被7或11整除、但不能同时被7和11整除的所有整数并
将它们输出。每行输出10个。
分析:列举出1~100的所有数据,根据题目中的条件对这些数据进行筛选。要控制
每行输出10个,则应使用count变量,用于计数,每当有一个满足条件的数输出时,count 
加1,当count能整除10时,则换行。
程序如下: 
print("满足条件的数分别是: ") 
count=0 
for i in range(1,100): 
if i%7==0 and i%11!=0 or i%11==0 and i%7!=0: 
print(i,end=" ") 
count=count+1 
if count%10==0: 
print("") 
程序运行结果:

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满足条件的数分别是: 
7 11 14 21 22 28 33 35 42 44 
49 55 56 63 66 70 84 88 91 98 
99 
5.3 循环嵌套
如果一个循环结构的循环体又包括了另一个循环结构,就称为循环的嵌套。这种嵌
套过程可以有很多种。一个循环外面仅包含一层循环称为两重循环;一个循环外面包围
两层循环称为三重循环;一个循环外面包围多层循环称为多重循环。
循环语句while和for可以相互嵌套。在使用循环嵌套时,应注意以下几个问题: 
(1)外层循环和内层循环控制变量不能同名,以免造成混乱。
(2)循环嵌套的缩进在逻辑上一定要注意,以保证逻辑上的正确性。
(3)循环嵌套不能交叉,即在一个循环体内必须完整地包含另一个循环,如图5.2所
示的循环嵌套都是合法的嵌套形式。
图5.2 合法的循环嵌套形式
嵌套循环执行时,先由外层循环进入内层循环,并在内层循环终止后接着执行外层循
环,再由外层循环进入内层循环中,当内层循环终止时,程序结束。
【例5.8】 输出九九乘法表,格式如下。 
1*1=1 
1*2=2 2*2=4 
1*3=3 2*3=6 3*3=9 
1*4=4 2*4=8 3*4=12 4*4=16 
1*5=5 2*5=10 3*5=15 4*5=20 5*5=25 
1*6=6 2*6=12 3*6=18 4*6=24 5*6=30 6*6=36 
1*7=7 2*7=14 3*7=21 4*7=28 5*7=35 6*7=42 7*7=49 
1*8=8 2*8=16 3*8=24 4*8=32 5*8=40 6*8=48 7*8=56 8*8=64 
1*9=9 2*9=18 3*9=27 4*9=36 5*9=45 6*9=54 7*9=63 8*9=72 9*9=81 
程序如下:

第5 章　循环结构程序设计 93 
for i in range(1, 10, 1): #控制行 
for j in range(1, i+1, 1): #控制列 
print("%d*%d=%2d " %(j,i,i*j),end=" ") 
print("") #每行末尾的换行
【例5.9】 找出所有的三位数,要求其各位数字的立方和正好等于这个三位数。例
如,153=13+53+33 就是这样的数。
分析:假设所求的三位数百位数字是i,十位数字是j,个位数字是k,根据题目描述, 
应满足i3+j3+k3=i*100+j*10+k。
程序如下: 
for i in range(1,10): 
for j in range(0,10): 
for k in range(0,10): 
if i**3+j**3+k**3==i*100+j*10+k: 
print("%d%d%d"%(i,j,k)) 
程序运行结果: 
153 
370 
371 
407 
从程序中可以看出,三个for语句循环嵌套在一起,第二个for语句是前一个for语
句的循环体,第三个for语句是第二个for语句的循环体,第三个for语句的循环体是if 
语句。
【例5.10】 求100~200中的全部素数。
在例5.5中判断了给定的整数m 是否为素数。本例要求100~200中的所有素数,可
在外层加一层循环,用于提供要考查的整数m=100,101,…,200。
程序如下: 
print("100~200 中的素数有: ") 
for m in range(100,201): 
flag=1 
for i in range(2,m): 
if m%i==0: 
flag=0 
break 
if flag==1: 
print(m,end=" ")

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程序运行结果: 
100~200 中的素数有: 
101 103 107 109 113 127 131 137 139 149 151 157 163 167 173 
179 181 191 193 197 199 
5.4 循环控制语句
有时需要在循环体中提前跳出循环,或者在某种条件满足时,不执行循环体中的某些
图5.3 break语句对循环执行
过程的影响示意图
语句而立即从头开始新一轮循环,这时就要用到循环控制
语句break、continue和pass语句。
5.4.1 break 语句
break语句用在循环体内,使所在循环立即中止,即跳
出所在循环体,继续执行循环结构之后的语句。break语
句对循环执行过程的影响如图5.3所示。
【例5.11】 求两个整数a与b的最大公约数。
分析:找出a与b中较小的一个,则最大公约数必在
1与这个较小整数的范围内。使用for语句,循环变量i从
较小整数变化到1。一旦循环控制变量i同时能被a与b整除,则i就是最大公约数,然后
使用break语句强制退出循环。
程序如下: 
m,n=eval(input("请输入两个整数: ")) 
if m<n: 
min=m 
else: 
min=n 
for i in range(min,1,-1): 
if m%i==0 and n%i==0: 
print("最大公约数是: ",i) 
break 
程序运行结果: 
请输入两个整数: 156,18 
最大公约数是: 6 
注意: 
(1)break语句只能用于由while和for语句构成的循环结构中。
(2)在循环嵌套的情况下,break语句只能终止并跳出包含它的最近一层循环体。