Python基础编程——循环的高级用法(二)

off999 2024-11-04 13:14 45 浏览 0 评论

上一节介绍了循环的高级用法之字典迭代、并行迭代等，本节将介绍Python中循环的其他高级用法——带else子句的循环以及列表推导等，这也是不同与其他编程语言的地方。

循环中的else子句

在循环中使用关键字break，我们可以知道在循环中碰到了特殊情况，但我们如何才能知道循环结束时正常循环结束还是因为特殊原因导致的循环结束呢？在Java等语言中，我们可以使用一个标记变量来标记，在循环开始前将其设置为False，在遇到break时，将其设置为True，待循环结束后，通过判断变量的值即可知道循环是正常结束还是因为特殊情况结束。这样操作会使我们的程序变得冗余，代码量大时，会导致程序可读性变差。在Python中我们可以使用带else子句的循环来处理这样情况并且我们在else子句中也可以做更多的操作。具体用法如下else_iteration.py程序所示：

else_iteration.py

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

from math import sqrt

for n in range(99, 81, -1):
    root = sqrt(n)

    if root == int(root):
        print(n)
        break
else:
    print("没有找到这样的数！")

上面的程序执行结果如下所示：
没有找到这样的数！

# 修改取数范围后，我们可以得到如下结果：
81

上面的程序在81～99中找一个最大整数的平方数，我们很容易知道100以内最大的整数平方根是9，其对应的平方数是81，但是81不在给定的范围内，因此程序提示找不到这样的数，程序正常结束。修改取数范围后，程序打印出81。因此，我们可以知道当程序没有执行break时，将会执行else子句，程序执行break时，将不会执行else子句。

注意：不管是在while循环还是for循环中均可以使用break、continue、else子句。

循环嵌套

在实际开发中，我们经常会遇到循环嵌套的情况，但是在使用循环嵌套时，需要主要嵌套的层数一般不超过三层，因为循环的效率本身较低，如果循环的层数过多，会导致程序的效率成指数级别的下降，当循环超过三层时，需要从算法、程序逻辑等各方面来考虑优化程序。其具体用法如下nest_loop.py程序所示：

nest_loop.py

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

for row in range(1, 10):
    for line in range(1, 10):
        if row >= line:
            print(str(row) + '??' + str(line) + '=' + '{}'.format(row * line), end=' ')
    print('')

程序执行结果如下所示：
1??1=1 
2??1=2 2??2=4 
3??1=3 3??2=6 3??3=9 
4??1=4 4??2=8 4??3=12 4??4=16 
5??1=5 5??2=10 5??3=15 5??4=20 5??5=25 
6??1=6 6??2=12 6??3=18 6??4=24 6??5=30 6??6=36 
7??1=7 7??2=14 7??3=21 7??4=28 7??5=35 7??6=42 7??7=49 
8??1=8 8??2=16 8??3=24 8??4=32 8??5=40 8??6=48 8??7=56 8??8=64 
9??1=9 9??2=18 9??3=27 9??4=36 9??5=45 9??6=54 9??7=63 9??8=72 9??9=81

在上面的程序中，我们使用两层for循环打印了一个九九乘法表，不管是while循环还是for循环都可以进行循环嵌套，甚至for循环嵌套while循环或者while循环嵌套for循环。

列表推导

列表推导是Python中一个重要的概念，也是一个很常用的手段，是一种从其他列表创建列表的方式，其工作原理很简单，与for循环类似，具体用法如下derivation_list.py程序所示：

derivation_list.py

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

numbers = list(range(1, 10))
# 使用列表推导创建列表
derivation_list = [num ** 2 for num in numbers]
print('derivation_list = {}'.format(derivation_list))

程序执行结果如下所示：
derivation_list = [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

上面的程序我们通过列表推导创建了另一个列表，这看起来很简单，的确是这样的，在使用列表推导时，不仅仅可以使用一个for循环还可以使用多个for循环的嵌套，以及if等条件语句，具体如下所示：

如果我们将列表推导中外面的[]改成{}，将会得到一个字典推导，这里不再描述，如果改成()得到的不是元组推导，而是创建的生成器（后续章节介绍）。