第5章
循环结构
5.1 导 学
学习目标: 
● 了解循环语句的执行流程。
● 掌握while循环语句的基本用法。
● 熟练掌握for语句的单循环和多重循环方法。
● 掌握continue和break的使用。
● 熟悉循环的嵌套。
● 了解死循环的概念。
有时需要程序重复执行类似的代码很多次,如果使用之前学习过的知识来完成这个
任务是吃力不讨好的。如从1开始到1000输出每个整数,只能写成: 
print(1) 
print(2) 
... 
print(1000) 
可见,这是一个非常乏味并容易出错的过程。那么该如何解决这个问题呢? 答案是
使用循环。Python提供的这种非常强大的功能,支持自动多次执行语句。通过使用循
环,就不需要写成上面的形式,只需要写成下面这样:

第5 章 循环结构1 25 
i=0 
while i <=1000: 
print(i) 
i=i+1 
比较这两个程序,上面的语句需要写1000行,而现在只需要短短4行就解决,是不是
很神奇? 循环是一种控制一个语句块重复执行的控制结构,它是3种语句结构之一,是语
言的重要基础。Python提供了两种类型的控制语句:while循环和for循环。while循环
是一个条件控制循环,由真/假条件控制。for循环是一个由计数控制的循环,它重复指定
的次数。
5.2 while循环
5.2.1 while循环语法 
Python编程中while语句用于循环执行程序,即在某条件下,循环执行某段程序,以
处理需要重复处理的相同任务。while循环的语法是 
while 判断条件: 
执行语句
... 
执行语句可以是单个语句或语句块。判断条件可以是任何表达式,任何非零、或非空
(null)的值均为True。当判断条件为False时,循环结束。执行流程图如图5-1所示。
5.1节中输出从1到1000的例子使用上面的流程图如图5-2所示。
图5-1 while循环语句流程图 图5-2 while循环语句流程图示例

1 26 Python 程序设计与实践
5.2.2 while语句体
接下来看另一个例子,如要计算1+2+3+…+100的和。试着思考这个任务,这里
应该使用循环,那么就需要考虑如图5-1所示的几个部分。
1.初始化语句
初始化语句部分其实不属于循环的一部分,但对于循环的正确运行有着重要的作用, 
如果没有设置足够的循环变量并设置正确的初始值,那么很可能循环得到的结果是错误
的。在这个例子里面,要考虑使用一个变量来存储每个加法项,就是上面的1、2、3等数
字。另外,还需要考虑使用另一个变量来保存当前加法的和。两个变量确定下来之后,加
法项变量的初值简单,设为1就可以了。和变量的初值不能设为1,必须设为0才行,因
为如果没开始加的时候,和为0。根据上面的分析,就完成了初始化语句: 
sum=0 
item=1 
2.判断条件
判断条件判断是否应该继续循环,它其实是一个布尔表达式,如果布尔表达式结果为
True,则继续循环,否则退出循环而执行其他后继语句。那么这个例子中,什么时候该结
束循环呢? 根据题目要求,item 从1开始一直到100,那么意味着只需要判断item 的值
是否在1到100这样一个范围内。而item 初值为1,所以只需要判断item 是否小于或等
于100,判断条件如下: 
item <=100 
3.循环语句
循环语句是一个循环的最重要部分,它是每次循环(有时也称为迭代)都会执行的部
分。在给定初值和判断条件的情况下,循环语句比较容易得到。这里,每次要做的事情分
两步。首先是把当前的item 值累加到sum(和)中,其次是需要把item 的值加1,使其成
为下一代累加项。代码如下: 
sum=sum+item 
item=item+1 
4.后继语句
要想圆满完成一个循环任务,有时还需要后继语句做一些收尾工作。本例中sum 的
输出工作放在后继语句中执行。代码如下: 
print(sum)

第5 章 循环结构1 27 
最后把刚才这几个部分综合在一起,代码如例5-1所示。
【例5-1】 完整循环示例 
sum=0 
item=1 
while (item <=100): 
sum=sum+item 
item=item+1 
print(sum) 
最后的输出结果为5050,表明代码是正确的,任务完成。
5.2.3 简单语句组
while循环支持类似if语句的语法,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,如下所示: 
while(True): print("hello") 
print("Good bye!") 
这种语句并不常见,实际上这种循环是一个死循环。
5.2.4 while循环常见错误
初学者在学习循环时是比较容易出现各种错误的,主要有如下几种情况。
1.死循环
死循环也称无限循环,意味着循环永远无法结束。原因在于判断条件语句总是为
True,根本原因在于忘了修改循环迭代对象的值,例5-1修改后如例5-2所示。
【例5-2】 死循环 
sum=0 
item=1 
while (item <=100): 
sum=sum+item 
print(sum) 
在尝试上面的语句时,会发现程序一直没有输出。原因是item 的值一直保持为1, 
每次迭代的时候没有变化,那么item <=100这个表达式的结果永远为True,这就陷入
死循环。还有一种情况如例5-3所示。
【例5-3】 循环缩进问题 
sum=0 
item=1

1 28 Python 程序设计与实践
while (item <=100): 
sum=sum+item 
item=item+1 
print(sum) 
例5-3中的错误很明显,虽然想要改变item 的值,但是因为错误的缩进,导致item 的
值变化发生在循环语句之外,同样陷入了死循环,这一点请大家注意。
2.错误的边界
错误的边界发生在判断条件中,如例5-4所示。
【例5-4】 错误的边界 
sum=0 
item=1 
while (item<100): 
sum=sum+item 
item=item+1 
print(sum) 
可以看出,item 的终止值应该是小于或等于100才对,或者写成item<101也可以。
当需要完成比这个布尔表达式更复杂的语句时一定要注意这个问题。
3.错误的语句顺序
错误的语句顺序带来错误的结果,而且比较难以查找错误的位置,如例5-5所示。
【例5-5】 错误的语句顺序 
sum=0 
item=1 
while (item<100): 
item=item+1 
sum=sum+item 
print(sum) 
运行结果: 
5049 
造成错误的原因是,累加项的变化语句放在了累加语句的前面,导致少加了第一项: 
1,多加了一项:101。
5.3 for循环
for循环提供了Python中最强大的循环结构(for循环是一种迭代循环机制,而while 
循环是条件循环,迭代即重复相同的逻辑操作,每次操作都是基于上一次的结果而进行
的)。Python中for循环常用于遍历序列类型数据,如一个列表或者一个字符串等。

第5 章 循环结构1 29 
图5-3 for循环语句流程图
5.3.1 for循环语法
for循环的一般格式如下: 
for 迭代变量 in 迭代序列: 
执行语句
... 
每次循环时,迭代变量可以设置为迭代序列(也可
为迭代器,或是其他支持迭代的对象,这些在后面的章
节中介绍)的当前元素,提供给循环语句块使用。流程
图如图5-3所示。
5.3.2 for语句体
接下来将5.2节中从1累加到100的例子使用for循环做一遍。大体上,for语句体
里面的大部分和while语句体是一致的,也可以分为如下几部分。
1.初始化语句
初始化语句和while循环是一样的,如下: 
sum=0 
item=1 
2.项判断语句
项判断语句主要判断当前项,是否存在于迭代序列中。这里序列为1、2一直到100 
的各个整数。那么如何表达一个迭代序列呢? 需要用到一个函数range(),该函数里面
有两个参数,第一个参数表示为初值,第二个参数表示为终值。range(a,b)函数返回一系
列连续的整数:a,a+1,a+2,…,b-2和b-1。本例中,项判断语句如下: 
for item in range(1,101) 
3.循环语句
循环语句也和while循环一致。代码如下: 
sum=sum+item 
item=item+1 
4.后继语句
后继语句代码如下:

1 30 Python 程序设计与实践 
print(sum) 
最后把刚才这几个部分综合在一起,代码如例5-6所示。
【例5-6】 for循环完整示例 
sum=0 
item=1 
for item in range(1,101): 
sum=sum+item 
item=item+1 
print(sum) 
最后的输出结果为5050,表明代码是正确的,任务完成。
5.3.3 range()函数
例5-6成功实现了累加1到100的例子,大家可能对range()这个函数比较好奇。实
际上的range()函数比想象中更加强大,本节重点讨论这个函数。
range()函数的语法格式如下: 
range([起始值, ]终止值[, 步长]) 
这里的起始值表示计数从它开始,默认是从0 开始。例如range(5)即range(0,5)。
终止值表示计数到它结束,但不包括它本身。例如:range(0,5)是[0,1,2,3,4]没有5。
步长,表示每次迭代对象改变的大小,默认为1。例如:range(0,5)等价于range(0,5,1)。
下面来看一个具体例子,这里为了输出方便,使用列表的构造方法将range()函数的结果
转换成了列表: 
print(list(range(0, 10, 2))) 
print(list(range(10))) 
print(list(range(10, 2))) 
print(list(range(10, 0, -3))) 
运行结果: 
[0, 2, 4, 6, 8] 
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] 
[] 
[10, 7, 4, 1] 
需要注意的是,因为起始值和步长都是可以省略的。当省略了一个值,那么默认省略
的是步长。另外,起始值是可以大于终止值的,起始值大于终止值的情况下,步长是负数
才能输出结果。还有,起始值是包含在range()函数的范围内的,而终止值不在范围内, 
这点和切片相似。
接下来通过一个例子学习它,打印0到20中所有的偶数,代码如例5-7所示。

第5 章 循环结构1 31 
【例5-7】 range()函数 
for item in range(0,21,2): 
print(item) 
运行结果: 
02468 10 
12 
14 
16 
18 
20 
5.4 循环控制语句
关键字continue和break提供了另一种控制循环的方式,在某些情况下,使用这两个
关键字可以简化程序设计。
5.4.1 break语句
要立即退出while循环,不再运行循环中余下的代码,也不管条件测试的结果如何, 
可使用break语句。break语句用于控制程序流程,可使用它来控制哪些代码行将执行, 
哪些代码行不执行,从而让程序按要求执行要执行的代码。
例如,可以使用break语句在满足某些条件时立即退出while循环,如例5-8所示。
【例5-8】 break语句 
for i in range(1,10): 
if (i==3): 
break 
print(i) 
运行结果: 
12 
例5-8中,从1开始通过循环依次输出每一个整数。但当i等于3的时候,执行了
break语句,循环就被终止了,print语句不会被执行并且也不会继续下一次的循环。

1 32 Python 程序设计与实践
5.4.2 continue语句
要返回循环开头,并根据条件测试结果决定是否继续执行循环,可使用continue语
句,它不像break语句那样不再执行余下的代码并退出整个循环。把例5-8修改一下,如
例5-9所示。
【例5-9】 continue语句 
for i in range(1,10): 
if (i==3): 
continue 
print(i) 
运行结果: 
12456789 
例5-9中,通过循环从1开始依次输出每一个整数。但是当i等于3的时候,执行了
continue语句,本次循环被终止,print语句不会被执行。但与break语句不同的是:程序
会继续下一次的循环,所以会输出数字4~9。
需要注意的是,在有多层嵌套的情况下,无论是continue还是break,都只会对语句
所在的循环起作用,而不会对外层嵌套的循环起作用,如例5-10所示。
【例5-10】 多层嵌套的作用域 
for j in range(1,3): 
for i in range(1,5): 
if (i==3): 
break 
print(i) 
运行结果: 
1212 
可以看出,当i等于3的时候,只有内层循环被终止了,而外层循环不受影响。

第5 章 循环结构1 33 
5.5 循环嵌套
一层循环只能解决一些简单的循环问题,复杂问题如列表的冒泡排序有时需要多层
循环嵌套来解决。嵌套循环是由一个外层循环和一个或多个内层循环构成。每次重复外
层循环时,内层循环都被重新进入并且重新开始。
5.5.1 循环嵌套结构
for循环嵌套语法(以两层嵌套为例)如下: 
for 迭代变量1 in 序列1: 
for 迭代变量2 in 序列2: 
第二层循环语句块 
第一层循环语句块
相应地,while循环嵌套语法如下: 
while 布尔表达式1: 
while 布尔表达式2: 
第二层循环语句块 
第一层循环语句块
来看一个更加复杂的问题,计算1的阶乘加上2的阶乘,然后加上3的阶乘,直到累
加到10的阶乘的问题。这里阶乘的相加需要使用循环来实现,那就是外层循环。而阶乘
的计算实际上可以使用内层循环来实现,内层循环的结果成为外层循环的一次累加中的
一项,如例5-11所示。
【例5-11】 循环嵌套 
sum=0 
for i in range(1,11): 
item=1 
for j in range(1,i+1): 
item=item*j 
sum=sum+item 
print(sum) 
运行结果: 
4037913 
从例5-11可以看到,这个程序有两层嵌套。内层嵌套负责计算阶乘的结果,然后成
为外层循环中的一项;外层循环则负责将每一项相加,最后得到总和。