循环语句

引言

在前面的章节中,我们学习了顺序语句和条件语句。顺序语句让程序按顺序执行,条件语句让程序根据不同情况做不同决定。

但是,如果需要重复做某些事情呢?

想象一下:

老师让你把“我要好好学习“这句话写100遍
你要帮妈妈数一共有多少颗糖果
计算从1加到100的和
画一个正方形,要画4条边

这些都需要重复执行相同的操作。在Python中,我们用循环语句来实现这种功能。

这一章,我们将学习:

什么是循环
while循环(条件循环)
for循环(计数循环)
循环嵌套(循环中的循环)
break和continue(控制循环)
用循环解决实际问题

为什么需要循环

让我们先看一个例子:假设我们要打印5次“Python真有趣!“。

不用循环的方法

print("Python真有趣!")
print("Python真有趣!")
print("Python真有趣!")
print("Python真有趣!")
print("Python真有趣!")

问题:

需要写很多重复的代码
如果要打印100次,会非常麻烦
代码容易出错,难以维护

用循环的方法

# 用循环打印5次
count = 0
while count < 5:
    print("Python真有趣!")
    count = count + 1

优势:

代码简洁,只写一次
想打印多少次都可以,只需修改条件
容易维护和修改

给家长的小贴士:

用生活中的例子解释循环:绕操场跑圈、抄写生字、数数

强调循环的好处:省时、省力、不容易出错

可以让孩子想想生活中有哪些“重复“的事情

💡 计算机为什么擅长重复工作?

CPU的“超能力“——重复执行

在第6章,我们学习了CPU是如何执行指令的:

取指令→译码→执行→重复

现在,我们要学习循环,这正好发挥了CPU最强大的能力——高速重复执行!

比喻时间 🎯 想象你和计算机比赛抄写生字:

你:抄写100遍“我要好好学习“,需要1-2小时,手会酸
CPU:每秒能执行几十亿次运算,100遍对它来说不到0.000001秒!

数学小挑战 🧮 让我们算一算CPU有多快:

示例:假设有一个1GHz的CPU(每秒执行10亿次运算)

每秒能执行:1,000,000,000次运算

执行100次简单循环需要:100 ÷ 1,000,000,000 = 0.0000001秒!

执行1,000,000次(100万次)需要:0.001秒!

执行1,000,000,000次(10亿次)需要:1秒

# 让我们感受一下CPU的速度
import time

# 测试:执行1000次循环
start = time.time()  # 记录开始时间

for i in range(1000):
    result = i * 2  # 简单的乘法

end = time.time()  # 记录结束时间

print(f"执行1000次循环用时:{(end - start) * 1000:.4f}毫秒")
print(f"如果每秒能执行10亿次运算,1000次只需要0.000001秒!")

运行结果(因电脑而异):

执行1000次循环用时:0.0980毫秒
如果每秒能执行10亿次运算,1000次只需要0.000001秒!

👨‍🏫 给家长的Tips

知识点补充(针对家长):

CPU主频(如2GHz、3GHz)表示每秒的时钟周期数

1GHz = 10亿个周期/秒,3GHz = 30亿个周期/秒

每个周期可能执行1-4条指令(现代CPU有指令级并行)

所以一个3GHz CPU理论上每秒可执行几十亿到上百亿条指令!

如何给孩子讲解:

不需要深入技术细节

重点让孩子理解:计算机不怕重复,速度极快

用“抄写生字“的类比:人讨厌重复,但计算机擅长重复

这就是为什么我们用循环——让计算机发挥它的“超能力“!

为什么计算机适合做重复性工作?

人类 vs 计算机:

任务	人类	计算机
抄写100遍生字	1-2小时,手酸,无聊	不到0.001秒,不会累
数1到100万	几天,数错概率高	不到1秒,100%准确
搜索1000个名字	几十分钟,会疲劳	不到0.1秒,不会错
画1000个正方形	几小时,画得不一样	几秒钟,一模一样

人类的优势:

✅ 创造力(画画、写作、发明)
✅ 情感理解(理解笑话、安慰人)
✅ 灵活适应(处理突发情况)

计算机的优势:

✅ 高速重复(不嫌累、不嫌烦)
✅ 精确无误(不会算错)
✅ 海量存储(记住无数数据)

结论 🎯

让人类做创造性的工作(设计游戏、写故事、发明)
让计算机做重复性的工作(计算、搜索、排序)
循环就是让计算机发挥重复工作的“超能力“!

👨‍🏫 给家长的Tips

教育意义:

让孩子理解:学习编程不是为了取代人类

而是为了让计算机帮我们做重复、枯燥的工作

这样人类就能把精力花在更有创造性的任务上

这就是“人机协作“的思想

生活中的例子:

计算器:做复杂的数学计算(重复性工作)

搜索引擎:在亿万网页中搜索信息(重复性工作)

Excel:自动计算1000行数据的总和(重复性工作)

人类:设计算法、写文章、创作艺术(创造性工作)

while循环:条件循环

while循环是条件循环,只要条件为True,就一直重复执行代码块。

while循环的基本语法

while 条件:
    # 条件为True时重复执行的代码
    代码块

语法要点:

while后面跟着一个条件(布尔表达式)
条件后面必须有冒号:
要执行的代码必须缩进
当条件为False时,循环结束

循环的三个重要元素

初始值: 循环变量的初始值
条件: 判断是否继续循环
更新: 循环变量如何变化

示例模式:

# 1. 初始值
count = 0

# 2. 条件
while count < 5:
    print(f"第{count + 1}次: Python真有趣!")

    # 3. 更新循环变量
    count = count + 1

print("循环结束!")

输出结果:

第1次: Python真有趣!
第2次: Python真有趣!
第3次: Python真有趣!
第4次: Python真有趣!
第5次: Python真有趣!
循环结束!

给家长的小贴士:

重点讲解“循环变量更新“的重要性

如果忘记更新,会变成“死循环“(无限循环)

可以用“计数器“的概念来解释循环变量

建议画出表格,记录每次循环时变量的值

示例1:打印数字

# 打印1到5的数字
count = 1
while count <= 5:
    print(count)
    count = count + 1

print("打印完成!")

输出结果:

1
2
3
4
5
打印完成!

示例2:累加求和

# 计算1到5的和
total = 0      # 累积变量,保存总和
count = 1      # 计数变量

while count <= 5:
    total = total + count  # 累加
    print(f"加{count}, 当前和:{total}")
    count = count + 1

print(f"1到5的和是:{total}")

输出结果:

加1, 当前和:1
加2, 当前和:3
加3, 当前和:6
加4, 当前和:10
加5, 当前和:15
1到5的和是:15

给家长的小贴士:

用“存钱罐“类比累积变量

每次循环往存钱罐里加钱

循环结束时,存钱罐里的钱就是总和

强调初始值的重要性:total要从0开始

示例3:打印三角形*

# 打印一个直角三角形
line = 1
while line <= 5:
    # 每行打印line个*
    print("*" * line)
    line = line + 1

输出结果:

*
**
***
****
*****

练习1:打印一棵圣诞树

题目:用while循环打印一棵圣诞树。

要求:

树冠:3层,每层*数量递增
树干:1层,用|表示

👉 点击查看答案

# 打印圣诞树
# 树冠部分
line = 1
while line <= 3:
    # 打印空格(居中)
    spaces = " " * (3 - line)
    # 打印*
    stars = "*" * (2 * line - 1)
    print(spaces + stars)
    line = line + 1

# 树干部分
print("  |  ")  # 树干
print("  |  ")  # 树干

输出结果:

  *
 ***
*****
  |
  |

简单版本:

# 简单的圣诞树
line = 1
while line <= 3:
    print("*" * line)
    line = line + 1
print("*")  # 树干

while循环中嵌套条件

在循环中,我们可以结合条件语句,实现更复杂的逻辑。

示例1:打印偶数

# 打印1到10中所有的偶数
count = 1
while count <= 10:
    # 判断是否为偶数
    if count % 2 == 0:
        print(f"{count}是偶数")
    count = count + 1

print("打印完成!")

输出结果:

2是偶数
4是偶数
6是偶数
8是偶数
10是偶数
打印完成!

示例2:标记特殊数字

# 打印1到10,在3的倍数前加标记
count = 1
while count <= 10:
    # 判断是否为3的倍数
    if count % 3 == 0:
        print(f"[3的倍数] {count}")
    else:
        print(count)
    count = count + 1

输出结果:

1
2
[3的倍数] 3
4
5
[3的倍数] 6
7
8
[3的倍数] 9
10

示例3:统计奇数和偶数的和

# 计算1到10之间偶数和奇数的和
even_sum = 0   # 偶数和
odd_sum = 0    # 奇数和
count = 1

while count <= 10:
    if count % 2 == 0:
        # 偶数加到even_sum
        even_sum = even_sum + count
        print(f"{count}是偶数, 偶数和:{even_sum}")
    else:
        # 奇数加到odd_sum
        odd_sum = odd_sum + count
        print(f"{count}是奇数, 奇数和:{odd_sum}")
    count = count + 1

print(f"\n偶数和:{even_sum}")
print(f"奇数和:{odd_sum}")

输出结果:

1是奇数, 奇数和:1
2是偶数, 偶数和:2
3是奇数, 奇数和:4
4是偶数, 偶数和:6
5是奇数, 奇数和:9
6是偶数, 偶数和:12
7是奇数, 奇数和:16
8是偶数, 偶数和:20
9是奇数, 奇数和:25
10是偶数, 偶数和:30

偶数和:30
奇数和:25

给家长的小贴士:

解释“累加器“的概念

每个累加器都要有自己的初始值

建议画图理解:两个篮子,分别装奇数和偶数

强调print语句在循环中的调试作用

练习2:倒三角形

题目:用while循环打印倒三角形。

👉 点击查看答案

# 打印倒三角形
line = 5
while line >= 1:
    print("*" * line)
    line = line - 1

输出结果:

*****
****
***
**
*

练习3:求能被3整除的数字的乘积

题目:计算1到10之间能被3整除的数字的乘积。

👉 点击查看答案

# 计算1到10中能被3整除的数字的乘积
product = 1  # 乘积的初始值是1,不是0!
count = 1

while count <= 10:
    if count % 3 == 0:
        product = product * count
        print(f"乘{count}, 当前乘积:{product}")
    count = count + 1

print(f"乘积是:{product}")

输出结果:

乘3, 当前乘积:3
乘6, 当前乘积:18
乘9, 当前乘积:162
乘积是:162

重要提示:

乘积的初始值必须是1,不能是0!

如果初始值是0,乘积永远是0

for循环和range函数

for循环通常和range()函数一起使用,用于已知循环次数的情况。

range函数

range()函数生成一个数字序列。

基本用法:

# range(开始, 结束, 步长)
# 注意:结束值不包含在内!

示例:

# range(5): 生成0, 1, 2, 3, 4
for i in range(5):
    print(i)

print("------")

# range(1, 6): 生成1, 2, 3, 4, 5
for i in range(1, 6):
    print(i)

print("------")

# range(1, 10, 2): 生成1, 3, 5, 7, 9 (奇数)
for i in range(1, 10, 2):
    print(i)

print("------")

# range(10, 0, -1): 生成10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1 (倒数)
for i in range(10, 0, -1):
    print(i)

给家长的小贴士:

重点强调“结束值不包含“

range(1, 5)生成1, 2, 3, 4,不包括5

用“排队“类比:从1号排到4号,5号不排

步长可以是负数,实现倒序

for循环的基本语法

for 变量 in range(开始, 结束):
    # 循环体

示例1:打印数字

# 用for循环打印1到5
for i in range(1, 6):
    print(i)

print("完成!")

输出结果:

1
2
3
4
5
完成!

示例2:求和

# 用for循环计算1到5的和
total = 0
for i in range(1, 6):
    total = total + i
    print(f"加{i}, 当前和:{total}")

print(f"1到5的和是:{total}")

示例3:遍历字符串

# 遍历字符串中的每个字符
name = "Python"
for ch in name:
    print(ch)

输出结果:

P
y
t
h
o
n

while vs for:如何选择?

特点	while循环	for循环
使用场景	不知道循环次数	知道循环次数
循环条件	根据条件判断	遍历序列
需要手动	更新循环变量	自动更新变量
例子	“直到用户输入正确”	“打印1到100”

示例对比:

# while循环版本
count = 1
while count <= 5:
    print(count)
    count = count + 1

print("------")

# for循环版本(更简洁!)
for i in range(1, 6):
    print(i)

给家长的小贴士:

如果知道循环次数,优先用for循环

for循环更简洁,不容易出错(自动更新变量)

while循环更灵活,适合复杂条件

建议让孩子用两种方法写同一个程序,体会区别

break和continue

在循环中,我们可以用break和continue来控制循环的执行。

break:跳出循环

break会立即终止整个循环。

示例:

# 找到第一个能被7整除的数
for i in range(1, 100):
    if i % 7 == 0:
        print(f"找到了!第一个能被7整除的数是:{i}")
        break  # 找到就退出循环

print("程序结束")

输出结果:

找到了!第一个能被7整除的数是:7
程序结束

continue:跳过本次循环

continue会跳过本次循环,直接进入下一次循环。

示例:

# 打印1到10中的奇数(跳过偶数)
for i in range(1, 11):
    if i % 2 == 0:
        continue  # 跳过偶数,不执行后面的print
    print(i)

print("打印完成")

输出结果:

1
3
5
7
9
打印完成

示例:累加直到和大于等于100

# 计算1+2+3+...,直到和大于等于100
total = 0
count = 1

while True:  # 无限循环
    total = total + count
    print(f"加{count}, 当前和:{total}")

    if total >= 100:
        print(f"和达到{total}, 停止!")
        break  # 达到目标,退出循环

    count = count + 1

输出结果:

加1, 当前和:1
加2, 当前和:3
加3, 当前和:6
...
加13, 当前和:91
加14, 当前和:105
和达到105, 停止!

示例:QQ登录验证

# 模拟QQ登录
correct_username = "admin"
correct_password = "123456"

while True:
    # 输入用户名和密码
    username = input("请输入用户名:")
    password = input("请输入密码:")

    # 验证
    if username == correct_username and password == correct_password:
        print("登录成功!")
        break  # 登录成功,退出循环
    else:
        print("用户名或密码错误,请重新输入!\n")

print("欢迎进入系统!")

给家长的小贴士:

break就像“紧急出口“,随时可以离开循环

continue就像“跳过“,这次不做,继续下一次

while True是一个无限循环,必须有break才能退出

强调滥用break和continue会让代码难以理解

建议先用普通循环写法,熟练后再用这些控制语句

循环嵌套

一个循环内部可以再包含另一个循环,这就是循环嵌套。

示例1:打印数字矩形

# 打印数字矩形
for i in range(1, 4):  # 外层循环:控制行
    for j in range(1, 4):  # 内层循环:控制列
        print(f"{i}", end=" ")  # end=" "表示不换行
    print()  # 每行结束后换行

输出结果:

1 1 1
2 2 2
3 3 3

示例2:打印乘法口诀表

# 打印乘法口诀表(9x9)
for i in range(1, 10):  # 行:1到9
    for j in range(1, i + 1):  # 列:1到i
        result = i * j
        print(f"{j}x{i}={result}", end="\t")  # \t是制表符
    print()  # 换行

输出结果:

1x1=1
1x2=2	2x2=4
1x3=3	2x3=6	3x3=9
1x4=4	2x4=8	3x4=12	4x4=16
1x5=5	2x5=10	3x5=15	4x5=20	5x5=25
1x6=6	2x6=12	3x6=18	4x6=24	5x6=30	6x6=36
1x7=7	2x7=14	3x7=21	4x7=28	5x7=35	6x7=42	7x7=49
1x8=8	2x8=16	3x8=24	4x8=32	5x8=40	6x8=48	7x8=56	8x8=64
1x9=9	2x9=18	3x9=27	4x9=36	5x9=45	6x9=54	7x9=63	8x9=72	9x9=81

给家长的小贴士:

用“时钟“类比嵌套循环:时针和分针

外层循环执行一次,内层循环执行完整一轮

建议画出执行过程,理解嵌套逻辑

强调缩进的重要性:内层循环要多缩进一层

示例3:找出所有三位数

题目:用1、2、3、4四个数字,能组成多少个三位数?

# 用1、2、3、4组成三位数
count = 0  # 计数器

print("可以组成的三位数:")

for i in [1, 2, 3, 4]:  # 百位
    for j in [1, 2, 3, 4]:  # 十位
        for k in [1, 2, 3, 4]:  # 个位
            num = i * 100 + j * 10 + k
            print(num, end=" ")
            count = count + 1

            # 每行打印10个
            if count % 10 == 0:
                print()

print(f"\n总共可以组成{count}个三位数")

示例4:找出无重复数字的三位数

题目:用1、2、3、4四个数字,能组成多少个无重复数字的三位数?

# 用1、2、3、4组成无重复数字的三位数
count = 0

print("无重复数字的三位数:")

for i in [1, 2, 3, 4]:  # 百位
    for j in [1, 2, 3, 4]:  # 十位
        if j == i:  # 十位和百位不能相同
            continue
        for k in [1, 2, 3, 4]:  # 个位
            if k == i or k == j:  # 个位不能和百位、十位相同
                continue
            num = i * 100 + j * 10 + k
            print(num, end=" ")
            count = count + 1

            # 每行打印10个
            if count % 10 == 0:
                print()

print(f"\n总共可以组成{count}个无重复数字的三位数")

输出结果:

无重复数字的三位数:
123 124 132 134 142 143 213 214 231 234
241 243 312 314 321 324 341 342 412 413
421 423 431 432
总共可以组成24个无重复数字的三位数

常见循环模式和技巧

模式1:计数器模式

# 计数器:统计满足条件的数量
count = 0
for i in range(1, 101):
    if i % 7 == 0:
        count = count + 1

print(f"1到100之间有{count}个数能被7整除")

模式2:累加器模式

# 累加器:求和
total = 0
for i in range(1, 101):
    total = total + i

print(f"1到100的和是:{total}")

模式3:累乘器模式

# 累乘器:求阶乘(5! = 5x4x3x2x1)
factorial = 1
for i in range(1, 6):
    factorial = factorial * i

print(f"5的阶乘是:{factorial}")

模式4:最大值/最小值查找

# 找最大值
numbers = [23, 45, 12, 67, 34, 89, 5]
max_num = numbers[0]  # 假设第一个是最大的

for num in numbers:
    if num > max_num:
        max_num = num

print(f"最大的数是:{max_num}")

模式5:正序和反序遍历

# 正序遍历
for i in range(1, 6):
    print(i, end=" ")
print()

# 反序遍历
for i in range(5, 0, -1):
    print(i, end=" ")
print()

# 步长为2
for i in range(1, 10, 2):
    print(i, end=" ")

给家长的小贴士:

这些模式在编程中非常常见

建议让孩子记住这些基本模式

可以用生活中的例子类比:计数器、存钱罐、找最大数

鼓励孩子用这些模式解决新问题

综合练习

练习1:打印30以内的自然数

题目:分别用while和for循环打印30以内的自然数(包含30)。

👉 点击查看答案

while版本:

# while循环
count = 0
while count <= 30:
    print(count, end=" ")
    count = count + 1

for版本:

# for循环
for i in range(31):  # range(31) = range(0, 31) = 0到30
    print(i, end=" ")

练习2:挑水问题

题目:一口缸容量有180升,一个和尚每次挑水20升,多少次挑满?

👉 点击查看答案

# 挑水问题
capacity = 180  # 缸的容量
each_time = 20  # 每次挑水量
current = 0     # 当前水量
count = 0       # 挑水次数

while current < capacity:
    current = current + each_time
    count = count + 1
    print(f"第{count}次挑水,当前水量:{current}升")

print(f"需要{count}次才能挑满")

输出结果:

第1次挑水,当前水量:20升
第2次挑水,当前水量:40升
...
第9次挑水,当前水量:180升
需要9次才能挑满

更简洁的写法:

capacity = 180
each_time = 20

# 用整除计算
times = capacity // each_time

# 如果有余数,需要多挑一次
if capacity % each_time != 0:
    times = times + 1

print(f"需要{times}次才能挑满")

练习3:统计学生成绩

题目:循环录入Java课的学生成绩,统计分数大于等于80分的学生比例。

👉 点击查看答案

# 统计学生成绩
total_students = int(input("请输入学生人数:"))
pass_count = 0  # 大于等于80分的人数

for i in range(total_students):
    score = int(input(f"请输入第{i + 1}个学生的成绩:"))

    if score >= 80:
        pass_count = pass_count + 1
        print(f"成绩{score}:优秀!")
    else:
        print(f"成绩{score}:继续努力!")

# 计算比例
percentage = (pass_count / total_students) * 100

print(f"\n统计结果:")
print(f"总人数:{total_students}")
print(f"优秀人数:{pass_count}")
print(f"优秀比例:{percentage:.1f}%")

运行示例:

请输入学生人数:5
请输入第1个学生的成绩:85
成绩85:优秀!
请输入第2个学生的成绩:72
成绩72:继续努力!
请输入第3个学生的成绩:90
成绩90:优秀!
请输入第4个学生的成绩:68
成绩68:继续努力!
请输入第5个学生的成绩:82
成绩82:优秀!

统计结果:
总人数:5
优秀人数:3
优秀比例:60.0%

练习4:小芳存钱

题目:小芳的妈妈每天给她2.5元钱,她都会存起来。从存钱开始,每过5天她就会花去6元钱。请问要到第几天,小芳才可以存满100元钱?

👉 点击查看答案

# 小芳存钱问题
money = 0  # 当前存款
day = 0    # 天数

while money < 100:
    day = day + 1
    money = money + 2.5  # 每天存2.5元
    print(f"第{day}天:存2.5元,当前存款:{money}元")

    # 每5天花6元
    if day % 5 == 0:
        money = money - 6
        print(f"  -> 第{day}天:花6元,剩余存款:{money}元")

print(f"\n第{day}天,小芳存满了100元!")

输出结果:

第1天:存2.5元,当前存款:2.5元
第2天:存2.5元,当前存款:5.0元
第3天:存2.5元,当前存款:7.5元
第4天:存2.5元,当前存款:10.0元
第5天:存2.5元,当前存款:12.5元
  -> 第5天:花6元,剩余存款:6.5元
...
第50天:存2.5元,当前存款:97.5元
第51天:存2.5元,当前存款:100.0元

第51天,小芳存满了100元!

练习5:求100以内偶数之和

题目:求100以内的偶数之和。

👉 点击查看答案

方法1:用if判断:

total = 0
for i in range(1, 101):
    if i % 2 == 0:
        total = total + i

print(f"100以内偶数之和:{total}")

方法2:用步长2(更高效):

total = 0
for i in range(0, 101, 2):  # 直接生成偶数
    total = total + i

print(f"100以内偶数之和:{total}")

输出结果:

100以内偶数之和:2550

练习6:求100以内6的倍数

题目:求出100以内的所有6的倍数,以及个数。

👉 点击查看答案

# 求100以内6的倍数
count = 0
print("100以内的6的倍数:")

for i in range(1, 101):
    if i % 6 == 0:
        print(i, end=" ")
        count = count + 1

print(f"\n总共{count}个")

输出结果:

100以内的6的倍数:
6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90 96
总共16个

练习7:打印数字矩形

题目:在控制台输出图形,第一行输出一个1,第二行输出二个2,第n行输出n个n。

👉 点击查看答案

# 打印数字矩形
n = int(input("请输入行数:"))

for i in range(1, n + 1):
    # 打印i个i
    for j in range(i):
        print(i, end=" ")
    print()  # 换行

运行示例:

练习8:水仙花数

题目:打印所有水仙花数。

什么是水仙花数?

一个三位数
例如153,1³ + 5³ + 3³ = 153
即:各位数字的立方和等于它本身

👉 点击查看答案

# 打印水仙花数
print("三位数的水仙花数:")

for num in range(100, 1000):  # 遍历所有三位数
    # 分解百位、十位、个位
    hundreds = num // 100           # 百位
    tens = (num // 10) % 10        # 十位
    ones = num % 10                # 个位

    # 计算各位数字的立方和
    sum_of_cubes = hundreds ** 3 + tens ** 3 + ones ** 3

    # 判断是否为水仙花数
    if sum_of_cubes == num:
        print(num)

print("查找完成!")

输出结果:

三位数的水仙花数:
153
370
371
407
查找完成!

给家长的小贴士:

解释“水仙花数“的含义

重点讲解如何分解一个三位数的百位、十位、个位

用除法和取余运算:

百位 = num // 100

十位 = (num // 10) % 10

个位 = num % 10

这是一个经典的编程练习,锻炼数学和编程结合的能力

练习9:交错数列求和

题目:计算1 - 2 + 3 - 4 + 5 - … + 99的结果。

👉 点击查看答案

# 计算交错数列求和: 1 - 2 + 3 - 4 + ... + 99
total = 0

for i in range(1, 100):  # 1到99
    if i % 2 == 1:
        # 奇数相加
        total = total + i
        print(f"+{i}", end=" ")
    else:
        # 偶数相减
        total = total - i
        print(f"-{i}", end=" ")

print(f"\n结果:{total}")

输出结果:

+1 -2 +3 -4 +5 -6 +7 -8 +9 -10 +11 -12 +13 -14 +15 -16 +17 -18 +19 -20 +21 -22 +23 -24 +25 -26 +27 -28 +29 -30 +31 -32 +33 -34 +35 -36 +37 -38 +39 -40 +41 -42 +43 -44 +45 -46 +47 -48 +49 -50 +51 -52 +53 -54 +55 -56 +57 -58 +59 -60 +61 -62 +63 -64 +65 -66 +67 -68 +69 -70 +71 -72 +73 -74 +75 -76 +77 -78 +79 -80 +81 -82 +83 -84 +85 -86 +87 -88 +89 -90 +91 -92 +93 -94 +95 -96 +97 -98 +99
结果:50

更简洁的写法:

# 方法2:观察规律
# (1-2) + (3-4) + (5-6) + ... + (97-98) + 99
# = -1 + -1 + -1 + ... + -1 + 99
# 共49个-1,最后+99
# = -49 + 99 = 50

# 或者换个角度:
# 1 + 3 + 5 + ... + 99 = 2500 (奇数和)
# 2 + 4 + 6 + ... + 98 = 2450 (偶数和)
# 2500 - 2450 = 50

odd_sum = 0
even_sum = 0

for i in range(1, 100):
    if i % 2 == 1:
        odd_sum = odd_sum + i
    else:
        even_sum = even_sum + i

result = odd_sum - even_sum
print(f"奇数和:{odd_sum}, 偶数和:{even_sum}, 结果:{result}")

练习10:猜数字游戏(限制次数)

题目:写一个猜数字游戏,猜对了结束,猜不对继续,最多猜9次。

👉 点击查看答案

# 猜数字游戏
import random  # 随机数库

target = random.randint(1, 100)  # 生成1到100的随机数
max_attempts = 9

print("=== 猜数字游戏 ===")
print(f"我已经想好了一个1到100之间的数字,你有{max_attempts}次机会猜!")

for attempt in range(1, max_attempts + 1):
    guess = int(input(f"\n第{attempt}次猜测,请输入你的猜测(1-100):"))

    if guess == target:
        print(f"🎉 恭喜你!第{attempt}次就猜对了!数字是:{target}")
        break  # 猜对了,退出循环
    elif guess < target:
        print(f"太小了!还有{max_attempts - attempt}次机会")
    else:
        print(f"太大了!还有{max_attempts - attempt}次机会")

else:
    # for循环正常结束(没有break)时执行
    print(f"\n😢 很遗憾,你没有猜对。正确答案是:{target}")

print("\n游戏结束!")

运行示例:

=== 猜数字游戏 ===
我已经想好了一个1到100之间的数字,你有9次机会猜!

第1次猜测,请输入你的猜测(1-100):50
太大了!还有8次机会

第2次猜测,请输入你的猜测(1-100):25
太小了!还有7次机会

第3次猜测,请输入你的猜测(1-100):37
太大了!还有6次机会

第4次猜测,请输入你的猜测(1-100):31
🎉 恭喜你!第4次就猜对了!数字是:31

游戏结束!

给家长的小贴士:

这是一个综合练习,用到了循环、条件、break、else等

for...else语法:当for循环正常结束(没有break)时,执行else

可以和孩子一起玩这个游戏,增加趣味性

可以讨论如何用“二分查找“策略提高猜测效率

练习11:求素数

题目:输入一个正整数n,判断它是否为素数。

什么是素数?

只能被1和它本身整除的数
例如:2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, …
1不是素数
2是最小的素数,也是唯一的偶数素数

👉 点击查看答案

# 判断一个数是否为素数
num = int(input("请输入一个正整数:"))

# 处理特殊情况
if num < 2:
    print(f"{num}不是素数")
elif num == 2:
    print(f"{num}是素数")
elif num % 2 == 0:
    print(f"{num}不是素数(能被2整除)")
else:
    # 判断从3到num-1是否有能整除的数
    is_prime = True  # 假设是素数

    for i in range(3, num):
        if num % i == 0:
            is_prime = False
            print(f"{num}不是素数(能被{i}整除)")
            break  # 找到一个因数就够了

    # 如果循环正常结束,说明没有找到因数
    if is_prime:
        print(f"{num}是素数!")

运行示例:

请输入一个正整数:17
17是素数!

请输入一个正整数:15
15不是素数(能被3整除)

进阶:打印100以内的所有素数:

# 打印100以内的所有素数
print("100以内的素数:")

for num in range(2, 101):
    if num == 2:
        print(num, end=" ")
        continue

    if num % 2 == 0:
        continue

    # 判断是否为素数
    is_prime = True
    for i in range(3, num):
        if num % i == 0:
            is_prime = False
            break

    if is_prime:
        print(num, end=" ")

输出结果:

100以内的素数:
2 3 5 7 11 13 17 19 23 29 31 37 41 43 47 53 59 61 67 71 73 79 83 89 97

给家长的小贴士:

素数判断是一个经典算法问题

可以优化:只需要判断到√n,不需要到n-1

这是密码学的基础( RSA加密算法用到素数)

可以和孩子讨论为什么素数很重要

用循环简化Turtle图形

还记得第6章我们用Turtle画图形吗？当时我们用顺序语句，每个边都要写一遍代码。现在学完循环后，我们可以大大简化这些代码！

回顾：第6章的画图代码

在第6章，我们画正方形时是这样的：

import turtle

t = turtle.Turtle()
t.forward(100)
t.left(90)
t.forward(100)
t.left(90)
t.forward(100)
t.left(90)
t.forward(100)
t.left(90)

turtle.done()

问题：这段代码重复了4次相同的内容！如果我们想画正六边形、正八边形，代码会变得很长。

用循环改进：画正n边形

现在我们可以用循环来简化：

import turtle

t = turtle.Turtle()

# 画正方形（4条边）
for i in range(4):
    t.forward(100)
    t.left(90)

turtle.done()

优势：

代码从8行减少到3行！

如果要画正六边形，只需要改数字：

for i in range(6):
    t.forward(100)
    t.left(60)  # 360 ÷ 6 = 60度

👨‍🏫 给家长的Tips

这是一个绝佳的教学时机！

让孩子对比两种写法的代码行数

问孩子：“哪种写法更简单？如果我要画正12边形呢？”

引导孩子理解：循环就是让计算机帮我们重复做相同的事

强调：程序员很“懒“，总在想办法让代码更简洁

练习1：改写长方形画法

第6章的代码（顺序语句）：

length = 150
width = 80

t.forward(length)
t.left(90)
t.forward(width)
t.left(90)
t.forward(length)
t.left(90)
t.forward(width)
t.left(90)

用循环改进：

length = 150
width = 80

for i in range(2):  # 重复2次
    t.forward(length)
    t.left(90)
    t.forward(width)
    t.left(90)

代码从10行减少到5行！

练习2：改写五边形

第6章的代码：

side = 100
angle = 360 / 5  # 72度

t.forward(side)
t.left(angle)
t.forward(side)
t.left(angle)
t.forward(side)
t.left(angle)
t.forward(side)
t.left(angle)
t.forward(side)
t.left(angle)

用循环改进：

side = 100
angle = 360 / 5

for i in range(5):
    t.forward(side)
    t.left(angle)

代码从11行减少到3行！

练习3：改写五角星

第6章的代码：

t.pencolor("gold")
t.fillcolor("orange")
t.begin_fill()

t.forward(200)
t.right(144)
t.forward(200)
t.right(144)
t.forward(200)
t.right(144)
t.forward(200)
t.right(144)
t.forward(200)
t.right(144)

t.end_fill()

用循环改进：

t.pencolor("gold")
t.fillcolor("orange")
t.begin_fill()

for i in range(5):
    t.forward(200)
    t.right(144)

t.end_fill()

挑战项目：用循环画复杂图形

现在你掌握了循环，可以尝试画更复杂的图形了！

项目1：彩色多边形螺旋

import turtle

t = turtle.Turtle()
t.speed(0)  # 最快速度

colors = ["red", "orange", "yellow", "green", "blue", "purple"]

# 画36个逐渐变大的正方形
for i in range(36):
    t.pencolor(colors[i % 6])  # 循环使用6种颜色
    t.forward(50 + i * 5)      # 每次边长增加
    t.left(90)                 # 转向
    t.forward(50 + i * 5)
    t.left(90)
    t.forward(50 + i * 5)
    t.left(90)
    t.forward(50 + i * 5)
    t.left(90)
    t.left(10)  # 每次多转10度，形成螺旋

turtle.done()

项目2：花朵（第6章留下的挑战）

在第6章，我们说花朵练习要等学完循环再做。现在可以了！

import turtle

t = turtle.Turtle()
t.speed(10)

colors = ["red", "orange", "yellow", "pink", "purple", "blue"]

# 画6个花瓣
for i in range(6):
    t.color(colors[i])
    t.begin_fill()

    # 画椭圆（通过多次小角度转向实现）
    for j in range(36):
        t.forward(20)
        t.left(10)
    t.left(60)  # 转到下一个花瓣

    t.end_fill()

# 画花心
t.penup()
t.goto(0, -10)
t.pendown()
t.color("green")
t.begin_fill()
t.circle(20)
t.end_fill()

turtle.done()

👨‍🏫 给家长的Tips

这个花朵项目使用了嵌套循环：

外层循环：画6个花瓣

内层循环：每个花瓣由36条短线段组成

这是循环的高级应用，让孩子看到循环的威力

可以让孩子修改参数（如花瓣数量、颜色），观察变化

练习4：创意画图

用循环发挥你的创意！

想法：

用循环画一排五角星（10个，位置不同）
用循环画同心圆（10个圆，半径逐渐增大）
用循环画一个“图案生成器“（旋转对称图形）

示例：旋转的五角星

import turtle

t = turtle.Turtle()
t.speed(0)

# 画12个旋转的五角星
for i in range(12):
    t.pencolor("gold")
    t.begin_fill()

    for j in range(5):
        t.forward(100)
        t.right(144)

    t.end_fill()
    t.right(30)  # 旋转30度（360 ÷ 12 = 30）

turtle.done()

总结：循环的威力

通过对比第6章和现在的代码，我们发现：

图形	第6章（顺序语句）	现在（循环）	减少行数
正方形	8行	3行	减少5行
五边形	11行	3行	减少8行
五角星	11行	3行	减少8行
花朵	不现实	15行	不可想象

循环的优势：

代码更短：从几十行减少到几行
更易修改：想画正12边形？只改一个数字
更易阅读：代码意图更清晰
减少错误：不用重复写相同的代码

👨‍🏫 给家长的Tips

这个对比非常重要！

让孩子真切感受到循环的价值

回顾第6章时留下的“伏笔“，现在终于“解密“了

告诉孩子：“这就是为什么我们要学循环——让代码更简洁、更强大”

鼓励孩子用循环改写之前的所有画图代码

变量的作用域

在循环中定义的变量,在循环外面可以使用吗?

示例:循环变量的作用域

# 循环变量的作用域
for i in range(1, 6):
    print(f"循环内:i = {i}")

print(f"循环外:i = {i}")  # 可以访问i!

# 但是,如果循环一次都没执行呢?
for j in range(0):  # range(0)是空的
    print(f"循环内:j = {j}")

# print(f"循环外:j = {j}")  # 错误!j不存在

输出结果:

循环内:i = 1
循环内:i = 2
循环内:i = 3
循环内:i = 4
循环内:i = 5
循环外:i = 5

给家长的小贴士:

Python中,for循环的变量在循环外仍然可以访问

但是,如果循环一次都没执行,变量就不存在

建议:在循环外定义好所有需要的变量

这样代码更清晰,不容易出错

循环和分支互相嵌套

示例:求和或求乘积

题目:要求用户输入一个正整数n,然后问用户计算求和还是求乘积。如果用户输入求和,则输出1+2+…+n的结果;用户输入求乘积,则输出1×2×…×n的结果。

👉 点击查看答案

# 求和或求乘积
n = int(input("请输入一个正整数n:"))
choice = input("请选择计算方式(求和/求乘积):")

if choice == "求和":
    # 计算求和
    total = 0
    for i in range(1, n + 1):
        total = total + i
    print(f"1+2+...+{n} = {total}")

elif choice == "求乘积":
    # 计算求乘积
    product = 1
    for i in range(1, n + 1):
        product = product * i
    print(f"1×2×...×{n} = {product}")

else:
    print("Error!!! 输入不正确")

运行示例:

请输入一个正整数n:5
请选择计算方式(求和/求乘积):求和
1+2+...+5 = 15

请输入一个正整数n:5
请选择计算方式(求和/求乘积):求乘积
1×2×...×5 = 120

常见错误和调试

错误1:忘记更新循环变量

# 错误:死循环
count = 0
while count < 5:
    print(count)
    # 忘记了 count = count + 1

# 正确
count = 0
while count < 5:
    print(count)
    count = count + 1  # 更新循环变量!

错误2:循环条件错误

# 错误:永远不会执行
count = 5
while count > 10:  # 5 > 10是False
    print(count)

# 正确
count = 5
while count < 10:  # 5 < 10是True
    print(count)
    count = count + 1

错误3:off-by-one错误

# 常见错误:想打印1到10,但只打印到9
for i in range(1, 10):  # 错误!range(1, 10)是1到9
    print(i)

# 正确
for i in range(1, 11):  # 正确!range(1, 11)是1到10
    print(i)

错误4:缩进错误

# 错误:缩进不一致
for i in range(5):
  print(i)  # 2个空格
    print(i * 2)  # 4个空格

# 正确:缩进一致
for i in range(5):
    print(i)
    print(i * 2)

调试技巧

使用print语句:

for i in range(1, 6):
    print(f"调试:i = {i}")  # 调试信息
    total = total + i
    print(f"调试:total = {total}")  # 调试信息

画表格追踪变量: | 循环次数 | i | total | |———|—|—––| | 第1次 | 1 | 1 | | 第2次 | 2 | 3 | | 第3次 | 3 | 6 |
简化问题:
- 先用小的数字测试(比如1到5,而不是1到100)
- 确认逻辑正确后再扩大范围
检查边界条件:
- 0会怎样?
- 1会怎样?
- 最大值会怎样?

给家长的小贴士:

教孩子学会看错误信息

鼓励孩子用print调试

建议先在纸上画出执行过程

强调“从小到大“测试策略

章节小结

我们学到了什么

循环的概念:重复执行某些操作
while循环:条件循环,适合不知道循环次数的情况
for循环:计数循环,适合知道循环次数的情况
range()函数:生成数字序列
break和continue:控制循环的执行
循环嵌套:循环中的循环
常见模式:计数器、累加器、累乘器、最大值查找

重要语法回顾

循环类型	语法	用途
while	`while 条件:`	条件循环
for	`for i in range():`	计数循环
break	`break`	跳出循环
continue	`continue`	跳过本次

循环的三个要素

初始值:循环变量的起点
条件:判断是否继续循环
更新:循环变量如何变化

编程技巧

避免死循环:记得更新循环变量
注意边界:range(1, 5)是1到4,不包括5
缩进正确:循环体要统一缩进
简化测试:先用小数字测试,确认逻辑后再扩大
调试方法:用print输出中间结果

下一步

在下一章(第9章),我们将学习流程图,用图形化的方式表示程序的执行流程。流程图能帮助我们更好地理解程序的逻辑!

挑战练习

必做:
- 用for循环计算1到1000的和
- 打印所有三位数中,个位、十位、百位都相同的数字(如111, 222, 333)
- 用while循环实现:输入密码,直到输入正确为止
选做:
- 打印“斐波那契数列“的前20项(1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, …)
- 计算阶乘:n! = 1×2×3×…×n
- 打印“杨辉三角“的前10行
挑战:
- 用循环实现“九九乘法表“的倒三角版本
- 找出所有“完全数“:一个数等于它的所有真因数之和(如6=1+2+3)
- 实现“猜数字“游戏,并在猜测次数上设置难度级别
综合项目:
- 写一个简单的计算器,可以循环计算,直到用户选择退出
- 写一个成绩管理系统,可以录入、查询、统计成绩
- 用Turtle库和循环,画一个螺旋图形

加油!你已经掌握了让程序重复工作的能力!🎉

Keyboard shortcuts

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