【Python系列课程】Python循环语句：while/for和推导式的正确打开方式

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：20分钟 | 关键词：Python循环、while、for、range、break、continue、推导式

#### 引言：让代码"重复"起来

假设你需要打印 1 到 100 的所有数字。如果没有循环，你会怎么做？

`print(1)
print(2)
print(3)

... 写到天荒地老

print(100)
`
这太蠢了。程序的一大优势就是可以重复执行——循环就是做这件事的。

Python 提供了两种循环结构：while 循环和 for 循环。它们各有适用场景：

| 循环类型 | 使用场景 | 语法特点 |
| while | 不知道循环次数，依赖条件判断 | while 条件: |
| for | 知道循环次数，遍历可迭代对象 | for 变量 in 可迭代对象: |
#### 一、while 循环：条件驱动

##### 1.1 基本语法

`while 判断条件:
循环体
`
只要条件为 True，就重复执行循环体；条件变为 False 时，循环结束。

`# 打印 1 到 100
num = 1
while num <= 100:
print(num)
num += 1 # 每次循环 num 加 1，最终会让条件变为 False
`
>
📸 [图1：while 循环执行流程图]

建议配图：用流程图展示 while 循环——判断条件 → True → 执行循环体 → 回到判断 → False → 跳出循环。标注循环变量更新的重要性。

关键点：循环体中必须有让条件最终变为 False 的代码，否则就是死循环。

##### 1.2 while True：无限循环

有时候你需要一个"永远运行"的循环，配合 break 在适当时机退出：

`# 打印 1 到 100（用 while True 实现）
num = 1
while True:
print(num)
num += 1
if num > 100:
break # 满足条件时跳出循环
`
while True 的典型应用场景：

`# 1. 持续接收用户输入
while True:
name = input('请输入姓名（输入 q 退出）：')
if name == 'q':
break
print(f'你好，{name}！')

2. 游戏主循环

while True:
# 游戏逻辑...
play_again = input('再来一局？(y/n)：')
if play_again != 'y':
break
`
##### 1.3 while 循环嵌套

循环里面可以再写循环——最经典的例子是九九乘法表：

`# 用 while 实现九九乘法表
right = 1
while right <= 9:
left = 1
while left <= right:
print(f'{left}×{right}={left*right}', end='\t')
left += 1
print() # 换行
right += 1

输出：

1×1=1

1×2=2 2×2=4

1×3=3 2×3=6 3×3=9

...

1×9=9 2×9=18 3×9=27 ... 9×9=81

`
理解嵌套循环：外层循环控制"行"，内层循环控制"列"。外层每执行一次，内层完整执行一轮。

>
📸 [图2：九九乘法表嵌套循环图解]

建议配图：用表格形式展示九九乘法表的输出，标注外层循环变量 right（1→9）和内层循环变量 left（1→right），用不同颜色区分每一轮外循环对应的内循环。

#### 二、for 循环：遍历驱动

##### 2.1 基本语法

`for 变量 in 可迭代对象:
循环体
`
for 循环会逐个取出可迭代对象中的元素，赋值给变量，然后执行循环体。取完所有元素后自动停止。

`lst = ['d', 'c', 'k', 'a']

遍历元素

for item in lst:
print(item)

输出：d c k a

类比 while 的写法：

i = 0

while i < len(lst):

item = lst[i]

print(item)

i += 1

`
##### 2.2 获取索引：range() 和 enumerate()

光有元素不够，很多时候你还需要知道元素的位置（索引）。

方式一：range() + len()

`lst = ['d', 'c', 'k', 'a']

for i in range(len(lst)):
print(f'索引 {i}：{lst[i]}')

输出：

索引 0：d

索引 1：c

索引 2：k

索引 3：a

`
方式二：enumerate()（推荐！）

`lst = ['d', 'c', 'k', 'a']

for index, item in enumerate(lst):
print(f'索引 {index}：{item}')

指定起始索引

for index, item in enumerate(lst, start=1):
print(f'第 {index} 个：{item}')

输出：

第 1 个：d

第 2 个：c

第 3 个：k

第 4 个：a

`
##### 2.3 range() 详解

range() 是 for 循环最常用的搭档。它的完整语法：

`range(start, stop, step)

start：起始值（包含），默认 0

stop：结束值（不包含）

step：步长，默认 1

`

`

只有一个参数：range(stop)

print(list(range(4))) # [0, 1, 2, 3]

两个参数：range(start, stop)

print(list(range(1, 5))) # [1, 2, 3, 4]

三个参数：range(start, stop, step)

print(list(range(1, 8, 2))) # [1, 3, 5, 7]

负步长：倒序

print(list(range(8, 1, -2))) # [8, 6, 4, 2]

range 不是列表，是一个不可变的序列对象

rg = range(1, 8, 2)
print(len(rg)) # 4
print(rg[2]) # 5 —— 支持索引
print(rg[::2]) # range(1, 9, 4) —— 支持切片
print(5 in rg) # True —— 支持成员检查

`

range() 的优势：它不会一次性在内存中生成所有数字，而是"用到的时候才生成"，所以 range(100000000) 也几乎不占内存。

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📸 [图3：range(start, stop, step) 参数含义图解]

建议配图：画一条数轴，标注 start（闭区间）、stop（开区间）、step（步长），用箭头展示 range(1, 8, 2) 生成的序列 1, 3, 5, 7。

##### 2.4 for 循环嵌套

`# 用 for 实现九九乘法表（比 while 更简洁）
for right in range(1, 10):
for left in range(1, right + 1):
print(f'{left}×{right}={left*right}', end='\t')
print()
`
#### 三、循环控制语句：break 和 continue

##### 3.1 break：终止循环

break 会立即终止所在的循环，程序跳到循环后面的代码继续执行。

`# 找到第一个能被 7 整除的数
for num in range(1, 100):
if num % 7 == 0:
print(f'找到了：{num}')
break

输出：找到了：7

break 只跳出所在的最近一层循环

for i in range(3):
for j in range(4):
print(f'({i}, {j})')
break # 只跳出内层 for j 循环，外层 for i 继续

输出：

(0, 0)

(1, 0)

(2, 0)

`
##### 3.2 continue：跳过本次循环

continue 会跳过本次循环的剩余代码，直接进入下一次循环。

`# 只打印奇数
for num in range(1, 11):
if num % 2 == 0:
continue # 偶数跳过，不执行后面的 print
print(num)

输出：1 3 5 7 9

`
##### 3.3 break vs continue 对比

`

break：终止循环

for i in range(1, 6):
if i == 3:
break
print(i)

输出：1 2

continue：跳过本次

for i in range(1, 6):
if i == 3:
continue
print(i)

输出：1 2 4 5

`

>
📸 [图4：break 和 continue 的区别图解]

建议配图：用两个并排的流程图展示 break 和 continue 的区别。break：遇到条件 → 直接跳出循环。continue：遇到条件 → 跳过本次剩余代码 → 进入下一次循环。用红色箭头标注关键跳转路径。

##### 3.4 for…else 和 while…else

Python 有一个独特的语法：循环后面可以跟 else，当循环正常结束（没有被 break 中断）时执行：

`# 循环正常结束，执行 else
for i in range(3):
print(i)
else:
print('循环正常结束')

输出：

0

1

2

循环正常结束

`

`

被 break 中断，不执行 else

for i in range(5):
if i == 3:
break
print(i)
else:
print('这行不会被执行')

输出：0 1 2

`

实用场景：查找元素，找不到时做处理：

`# 查找列表中是否有负数
nums = [1, 3, 5, 7, 9]
for num in nums:
if num < 0:
print('找到了负数')
break
else:
print('没有负数') # 循环正常结束才会执行
`
#### 四、推导式：一行代码替代循环

推导式是 Python 最受欢迎的特性之一。它让你用一行代码完成"遍历 + 过滤 + 转换"。

##### 4.1 列表推导式

`# 格式：[表达式 for 变量 in 可迭代对象 if 条件]

基础：生成平方数列表

squares = [x**2 for x in range(10)]

[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

等价于传统写法：

squares = []
for x in range(10):
squares.append(x**2)

加过滤：只保留偶数的平方

even_squares = [x**2 for x in range(10) if x % 2 == 0]

[0, 4, 16, 36, 64]

加嵌套循环

points = [(x, y) for x in range(3) for y in range(2)]

[(0,0), (0,1), (1,0), (1,1), (2,0), (2,1)]

等价于传统写法：

points = []
for x in range(3):
for y in range(2):
points.append((x, y))
`
##### 4.2 字典推导式

`

格式：{键: 值 for 变量 in 可迭代对象 if 条件}

基础：数字到平方的映射

d = {x: x**2 for x in range(5)}

{0: 0, 1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16}

等价于传统写法：

d = {}
for x in range(5):
d[x] = x**2

反转键值对

original = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
reversed_dict = {v: k for k, v in original.items()}

{1: 'a', 2: 'b', 3: 'c'}

`

##### 4.3 集合推导式

`

格式：{表达式 for 变量 in 可迭代对象 if 条件}

生成平方数集合（自动去重）

s = {x**2 for x in range(-3, 4)}

{0, 1, 4, 9} —— 注意 1 和 4 出现了两次，但集合只保留一个

等价于传统写法：

s = set()
for x in range(-3, 4):
s.add(x**2)

`

##### 4.4 推导式 vs 传统循环：什么时候用哪个？

| 场景 | 推荐方式 | 原因 |
| 简单的"转换+过滤" | 推导式 | 一行搞定，清晰优雅 |
| 复杂的多步操作 | 传统循环 | 推导式太复杂反而难读 |
| 有副作用（如打印） | 传统循环 | 推导式不适合有副作用的操作 |
| 多层嵌套 | 传统循环或拆分为多步 | 嵌套推导式难以理解 |

`

✅ 适合推导式

names = [user.name for user in users if user.is_active]

❌ 不适合推导式（逻辑太复杂）

result = []
for user in users:
if user.is_active:
data = fetch_data(user.id)
if data and data.score > 60:
result.append(process(data))

`

#### 五、动手练习

练习 1：打印图形

`# 用循环打印以下图形：

*

**

*

**

*

for i in range(1, 6):
print('' i)
`
练习 2：FizzBuzz 经典面试题

`# 打印 1 到 100：

能被 3 整除 → 'Fizz'

能被 5 整除 → 'Buzz'

能同时被 3 和 5 整除 → 'FizzBuzz'

其他 → 数字本身

for num in range(1, 101):
if num % 3 == 0 and num % 5 == 0:
print('FizzBuzz')
elif num % 3 == 0:
print('Fizz')
elif num % 5 == 0:
print('Buzz')
else:
print(num)
`
练习 3：列表去重（不用 set）

`# 给定一个列表，去除重复元素，保持原有顺序
nums = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5]

result = []
for x in nums:
if x not in result:
result.append(x)

print(result) # [3, 1, 4, 5, 9, 2, 6]
`
#### 小结

循环是编程中最基础也最重要的概念之一。核心要点：

| 知识点 | 关键内容 |

|:—|:—|:—|

| while | 条件驱动，适合不确定循环次数的场景 |

| for | 遍历驱动，适合已知可迭代对象的场景 |

| range() | 生成整数序列，range(start, stop, step)，左闭右开 |

| enumerate() | 同时获取索引和元素 |

| break | 终止所在的最近一层循环 |

| continue | 跳过本次循环，进入下一次 |

| for…else | 循环正常结束（未被 break 中断）时执行 |

| 推导式 | 一行代码替代循环，适合简单的转换+过滤 |

下一篇文章，我们将进入 Python 编程中最重要的概念之一：函数——如何定义函数、参数传递的奥秘、return 返回值、以及作用域与命名空间。

本文是「Python从入门到数据分析」系列的第 6 篇，共 24 篇。关注我，不错过后续更新。