Python循环控制详解

技术背景

循环控制是每一门编程语言的基础，最常用的就是for循环和while循环。使用循环可以很大程度上简化代码的编写，可读性也很强。这里介绍Python的for循环基本操作和多重循环的控制。

单层for循环

这里用一个最简单的打印数字的for循环来演示普通单层for循环的控制：

for i in (1, 2, 3): 
    print (i)

输出结果为：

1 2 3

值得一提的是，Pythonic的写法使得我们可以把这一串的循环写到一行里面：

for i in (1, 2, 3): print (i)

输出结果是一样的，但是可以很大程度上缩略简单代码的行数。对于比较复杂的循环体，建议还是分行来写，提升代码可读性。

双重for循环

我们还是使用打印数字的简单案例：

for i in (1, 2, 3):
    for j in (4, 5):
        print (i, j)

输出结果为：

1 4
1 5
2 4
2 5
3 4
3 5

那么类似的，双重循环也可以使用一些Pythonic的写法：

from itertools import product
for i, j in product((1, 2, 3), (4, 5)): print (i, j)

输出结果依然是一样的，但是代码量从三行缩减到了两行。这里顺带介绍另一个情况，在循环内操作多个对象：

a = (1, 2, 3)
b = (4, 5, 6)
for i in range(3):
    print (a[i], b[i])

输出结果为：

1 4
2 5
3 6

那么其实也可以用zip打包的方法进行循环：

for i, j in zip((1, 2, 3), (4, 5, 6)): print (i, j)

当然，输出结果也是跟上面的案例一致的。

单层循环控制

常用的控制句柄就是continue，break和pass，然后结合if...elif...else来使用。还是用这个打印数字的示例，但是我们只打印奇数：

for i in (1, 2, 3):
    if i % 2 == 1:
        print (i)

输出结果为：

1
3

这里条件控制内容为：当得到的数为奇数时，打印该数。而如果为偶数，则执行if从句之外的内容，因为这里函数之外没有其他操作，因此就不打印。如果需要打印，我们可以加上一个打印操作：

for i in (1, 2, 3):
    if i % 2 == 1:
        print (i)
    else:
        print ('Even: {}'.format(i))

输出结果为：

1
Even: 2
3

条件判断可以结合continue来使用，continue表示跳过余下所有的操作，执行循环的下一步。例如上面这个例子，假设我们不使用else语句，直接在if内部加上一个continue，也是可以实现同样功能的：

for i in (1, 2, 3):
    if i % 2 == 1:
        print (i)
        continue
    print ('Even: {}'.format(i))

输出结果为：

1
Even: 2
3

如果说达到条件不想继续循环了，可以使用break：

for i in (1, 2, 3):
    if i % 2 == 1:
        print (i)
    else:
        print ('Even: {}'.format(i))
        break

输出结果为：

1
Even: 2

这里到出现第一个偶数之后，就退出了循环。

多层循环控制

对于if和continue、break等语句的使用逻辑，在多层循环下和单层循环是一致的。但是这里break只能跳出一层循环，不能跳出两层循环：

for i in (1, 2, 3):
    for j in (4, 5):
        if i + j == 6:
            break
        print (i, j)

输出结果为：

1 4
3 4
3 5

这里输出结果跳过了(1,5),(2,4),(2,5)这几个组合，但是后面的依然都可以正常的输出。如果想退出多层循环应该怎么操作呢？可以参考下下面这个案例：

for i in (1, 2, 3):
    for j in (4, 5):
        if i + j == 7:
            break
        print (i, j)
    else:
        continue
    break

输出结果为：

1 4
1 5
2 4

这里我们稍微改了一下条件，当i+j=7时，退出所有循环。这里在内部循环中触发了一个break之后，到外层循环会跳过else去执行第二个break，也就是退出所有的循环。但是如果内部循环中没有触发break，也就是满足if的条件，那么到了外层循环就会进入到else的语句中，也就是执行continue语句。因此，如果需要在满足条件时退出多层的循环，那么就使用for...[for...if...]else...break这样的形式去写就可以了，然后把外层循环非退出场景的任务写到else语句下就可以了。

在上面这个案例中，假如没有设定这个continue语句，那么结果会是这样的：

for i in (1, 2, 3):
    for j in (4, 5):
        if i + j == 7:
            break
        print (i, j)
    break

输出：

1 4
1 5

也就是说，不论是否满足内循环里面的if条件，到了外层循环都是直接break退出，所以一般我们还是会通过else...continue来继续执行外层循环。

总结概要

本文介绍了Python编程语言中关于for循环和if条件控制的一些基本使用。包含了单层循环的退出机制和多层循环的退出机制，使得我们在满足特定条件时，可以直接结束多层循环。

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作者ID：DechinPhy

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