第四章3：while 循環(huán)

《Python projects for beginners》是我所見最友好的Python入門書，前段時間我組織并與幾位Python愛好者一起對此書翻譯為中文，特別感謝參與翻譯的這些小伙伴，你們辛苦了。我正在以推文形式連載出來，歡迎學習。

星期三：while循環(huán)

今天我們將討論另一種循環(huán)——while循環(huán)。昨天我們看到了循環(huán)的工作原理，以及為什么要使用for循環(huán)。當你需要根據條件而不是計數循環(huán)時，通常使用while循環(huán)。今天我們將討論基于條件的循環(huán)。

為了完成本課程，讓我們繼續(xù)從上一個筆記本文件“ Week_04”開始，并在下面添加一個標記為“ While 循環(huán)”的Markdown模塊。

編寫一個while循環(huán)

就像for循環(huán)一樣，while循環(huán)以關鍵字“ while”開始。之后，就像我們編寫一個if語句一樣，寫上一個相關的條件代碼。讓我們來看下面這個例子：

#?寫下你的第一個while循環(huán)
health?=?10
while?health?>?0:
????print(health)
????health?-=?1?#?丟失這一行將會使結果一直循環(huán)下去
#?health?-=1?等價于?health?=?health?-1

繼續(xù)運行這一代碼塊。這將會循環(huán)打印出變量health的值，直到數值不再滿足>0這一條件。在這種情況下，一旦變量health值不再大于零，while循環(huán)變會停止運行。在最后一行代碼中，我們將變量health值每次循環(huán)運行一次就會減1，直到變量health值接近于零。如果我們對變量health值不做任何修改，那么，整個while循環(huán)就會變成無限循環(huán)（遇到這種情況是極其糟糕的）。

While vs. For

雖然，我在之前已經多次解釋了我們使用每個循環(huán)類型的原因，但是，再次重申這些概念仍然是有必要的。當需要計數或迭代時，通常使用for循環(huán)。在執(zhí)行基于條件的操作時，通常使用while循環(huán)。當使用while循環(huán)時，通常會用到條件判斷的布爾值（True為符合條件，False為不符合條件）。每個循環(huán)都有他們的最適合的應用環(huán)境，但在實際操作中，在大多數情況都是看個人的喜好。一般的經驗法則是涉及到計數用for循環(huán)，涉及到條件判斷則用while循環(huán)。

注意：pass、break和continue語句對于while循環(huán)也是同樣的工作原理。

無限循環(huán)

在之前的章節(jié)中，我曾提到無限循環(huán)是不好的。無限循環(huán)將使代碼持續(xù)運行直到程序中斷，或計算機關機或時間停止為止。知道了這些后，在我們創(chuàng)建項目時，請一定要避免創(chuàng)建無限循環(huán)的代碼塊。讓我們來看一個無限循環(huán)的例子：

game_over?=?False??#?等于布爾值False
while?not?game_over:??#?not?Fasle?=?True
????print(game_over)

如果你要在一個代碼塊中運行此程序，最終結果便是，你將不得不關閉Jupyter Notebook并重新啟動它（或至少重新啟動內核）。這是因為game_over變量從不變沒有變?yōu)門rue，while循環(huán)的條件一直符合并不斷運行，直到game_over變量變?yōu)門rue。在撰寫循環(huán)代碼的時候，我們一定要確保有退出循環(huán)的方法，無論是通過break中斷所有循環(huán)，還是通過continue中斷當前條件而運行下一條件循環(huán)。

嵌套循環(huán)

一個循環(huán)內包含另一個循環(huán)的概念就是我們所說的嵌套循環(huán)。同時，循環(huán)概念仍然適用。使用嵌套循環(huán)時，只有內循環(huán)代碼完成運行后，外部的循環(huán)代碼才會運行。讓我們來看一個例子：

#?嵌套循環(huán)是使用兩個及以上的循環(huán)
for?i?in?range(2):??#?外循環(huán)
????for?j?in?range(3):??#?內循環(huán)
????????print(i,j)

繼續(xù)并運行這一代碼塊。一開始，這似乎有點令人困惑，因為這里有很多事情要做。讓我們用表4-4詳細說明輸出結果。

表4-4 跟蹤嵌套循環(huán)值

總的來說，從表4-4中可以看到，內部循環(huán)一共運行6次（3次在外循環(huán)為數值1時，3次是外循環(huán)數值為2時），外部循環(huán)運行2次。而i值也僅在外循環(huán)運行時才會遞增，直到內循環(huán)完成后才運行外循環(huán)。內循環(huán)必須每次從0到3（不包括3）計數才能運行下一個 外循環(huán)進行迭代。

星期三練習

1.用戶輸入：編寫一個while循環(huán)，每次循環(huán)都會要求用戶輸入后才可運行，直到他們鍵入“quit”命令才會停止。

2.雙循環(huán)：在while循環(huán)中編寫for循環(huán)，從0到5進行計數，當循環(huán)到等于3時，所設條件變量game_over為True并中斷整個while循環(huán)。while循環(huán)只有在條件變量game_over為True時，才會停止循環(huán)，而輸出結果只有0，1，2。

小提示：使用break語句，防止程序陷入無限循環(huán)。

今天是短短的一天，因為循環(huán)概念不論對于while循環(huán)還是for循環(huán)都是相同的。但請記住，while循環(huán)用于條件循環(huán)，而for循環(huán)則用于進行計數/迭代。