Python之循环结构【包括列表、for语句、range()函数、while语句、循环嵌套、break、continue、算法优化等】_python循环语句不缩进

python循环结构的学习，主要包括列表、for语句、range()函数、while语句、循环嵌套、break、continue、算法优化等。

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1、列表

列表可以包含多个/多种数据元素，是一个有序的容器。
一个列表中的元素可以是不同类型的，其下标索引从0开始，亦可使用负数（从后向前）进行索引。
列表的常见操作：赋值、删除（remove、pop、del）、插入（insert）、添加（append）等。
用list函数可以将集合或字符串类型的数据转换成列表类型的数据。

请运行下列程序，查看结果并理解列表的作用（如有疑问欢迎留言）

a=[1,3,5,7,1,"盐中","苹果","123456",True,3<2]
print(a)

a[1]=7
print(a)

a.remove(1)
print(a)

a.remove(1)
print(a)

del a[5]
print(a)

a.pop(5)
print(a)

a.insert(3,20211020)
print(a)

a.append("China")
print(a)

for i in a:
	print(i)

for i in range(-1,-(len(a)+1),-1):
	print(a[i])
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2、计数循环（包括range()函数使用方法）

循环次数一定时，常使用计数循环（for语句）来实现。
for 语句的基本格式为：

for 循环变量 in 序列 :
      \space\space\space\space\space      语句或语句组

缩进的语句或语句组称为循环体。Python规定循环体必须相对关键词 for 有缩进。in 后面也可以是range()函数。

range(a,b,c)函数：
$▶$ 可以生成一个 [a,b) 的数字序列，c表示步长值（序列的公差）；
$▶$ 若只有两个参数a、b，则表示生成范围 [a,b) 的数字序列；
$▶$ 若只有一个参数 a，则表示生成范围 [0,a) 的数字序列。
请运行下列程序，查看结果并理解 range 的作用

for i in range(10):
	print(i)

for i in range(10,20):
	print(i)

for i in range(10,20,3):
	print(i)

for i in range(20,10,-2):
	print(i)
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range(函数应用)：
例 : 求a、b的最大公约数参考程序如下：
【参考程序1】

a=int(input())
b=int(input())
gcd=1
for i in range(1,a+1):
	if a%i==0 and b%i==0:
		gcd=i
print(gcd) 
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【参考程序2】

a=int(input())
b=int(input())
gcd=1
for i in range(a,0,-1):
	if a%i==0 and b%i==0:
		gcd=i
		break
print(gcd) 
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3、条件循环

条件循环（while语句）一般用于循环次数未知的情况。
while语句的基本格式为：

while 条件 :
      \space\space\space\space\space      语句或语句组

当表达式成立时，执行循环体。Python允许表达式为数字，如果该数字为 “0” 则表示表达式为假（即不成立），为非 0 数字则表示为真（即成立）。
例：用辗转相除法求最大公约数，参考程序如下：

a=int(input())
b=int(input())
r=a%b
while r:
	a=b
	b=r
	r=a%b
print(b)
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4、循环嵌套

一个循环结构的内部也可以包含另一个循环结构，这样的结构称为循环嵌套（也称为多重循环）。常用的循环嵌套是二重循环，分外层循环（外循环）与内层循环（内循环）。内循环是外循环的循环体，外层循环每执行一次，内层循环则执行一次完整的循环。
以计数循环for语句为例的二重循环格式如下：

for 循环变量1 in 序列1:            \space\space\space\space\space\space\space\space\space\space            #外循环
      \space\space\space\space\space      for 循环变量2 in 序列2:         \space\space\space\space\space\space\space        #内循环，注意缩进
           \space\space\space\space\space\space\space\space\space\space           语句或语句组                  \space\space\space\space\space\space\space\space\space\space\space\space\space\space\space\space                 #循环体，注意缩进

例：“百钱买百鸡”
我国古代数学家张丘建在《算经》一书中曾提出过著名的“百钱买百鸡”问题，该问题叙述如下：鸡翁一，值钱五；鸡母一，值钱三；鸡雏三，值钱一；百钱买百鸡，则翁、母、雏各几何？
参考程序如下：

for i in range(1,101):				#i表示公鸡的数量
	for j in range(1,101):			#j表示母鸡的数量
		for k in range(1,101):		#k表示小鸡的数量
			if i+j+k==100 and i*5+j*3+k/3==100:		#满足“百鸡、百钱”的条件
				print(i,j,k)
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5、break和continue语句（如何优化算法）

break语句用于终止某个循环，使程序跳到循环体以外的第一个可执行语句；continue语句用于终止本次循环，直接进入下一次循环，即跳过循环体内还未执行的语句，进入下一次循环的判定。

break语句使用示例：

#求最大公约数
a=int(input())
b=int(input())
gcd=1
for i in range(a,0,-1):
	if a%i==0 and b%i==0:
		gcd=i
		break
print(gcd) 
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continue语句经常用于对程序进行优化，例如刚刚的“百钱买百鸡”的程序中不难发现，当 i+j>100 时就不再需要去进行k的取值与判定，即当公鸡母鸡的数量和超过100时直接跳过本次循环，进入下一次循环。

for i in range(1,101):				#i表示公鸡的数量
	for j in range(1,101):			#j表示母鸡的数量
		for k in range(1,101):		#k表示小鸡的数量
			if i+j+k==100 and i*5+j*3+k/3==100:		#满足“百鸡、百钱”的条件
				print(i,j,k)
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可以改写如下

for i in range(1,101):				#i表示公鸡的数量
	for j in range(1,101):			#j表示母鸡的数量
		if i+j>100:					#当公鸡母鸡的数量和超过100时直接跳过进入下一次循环
			continue
		for k in range(1,101):		#k表示小鸡的数量
			if i+j+k==100 and i*5+j*3+k/3==100:		#满足“百鸡、百钱”的条件
				print(i,j,k)
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原本的循环体需要执行 $100^3$ 即一百万次，现在用continue立刻优化了一半变成了50万次，这种操作我们一般称为“可行性剪枝”，即发现某些情况不需要再往下做时用continue进行优化。当然就本题“百钱买百鸡”而言可以继续优化，例如公鸡的范围其实只可能在 [0,20]，母鸡在 [0,33]，小鸡可以根据公鸡母鸡的数量直接算出来，参考程序如下：

for i in range(21):				#i表示公鸡的数量
	for j in range(34):			#j表示母鸡的数量
		k=100-i-j				#k表示小鸡的数量
		if i*5+j*3+k/3==100:	#满足“百钱”的条件
			print(i,j,k)
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优化循环的要点：
$▶$ 1、减少循环层数
$▶$ 2、缩小循环范围
$▶$ 3、将次数少的作为外层循环，次数多的作为内层循环
$▶$ 4、精简循环体