2.5　while循环

while，翻译成中文是“当……的时候”，这个单词在英语中常常用来作为时间状语，while…someone do somthing，这种类型的说法是有的。在Python中，它也有这个含义，区别是“当……时候”这个条件成立在一段范围或者时间间隔内，从而在这段时间间隔内让Python做好多事情。就好比这样一段情景：

  1. while 年龄大于60岁：       #当年龄大于60岁的时候
  2.     退休                  #凡是符合上述条件就执行的动作

展开想象，如果制作一道门，这道门是用上述的条件调控开关，假设有很多人经过这个门，只要年龄大于60岁就退休（门打开，人可以出去），一个接一个地这样循环下去，突然有一个人年龄是50岁，那么这个循环在这里就停止，即不满足条件了。

这就是while循环。写一个严肃点儿的流程，如图2-3所示。

2.5.1　猜数字游戏 - 图1图2-3　while循环

2.5.1　猜数字游戏

前不久，有一个在校的大学生朋友（李航）给我发邮件，让我看了他做的游戏，这款游戏能够实现多次猜数，直到猜中为止。这是一个多么喜欢学习的大学生呀。

现在将他写的程序恭录于此，这一举动已经得到了李航同学在QQ上的授权，感谢他对本书的支持。

  1. #! /usr/bin/env python
  2. #coding:UTF-8           
  3.  
  4. import random
  5.  
  6. i=0
  7. while i < 4:
  8.     print'********************************'
  9.     num = input('请您输入0到9任一个数：')       #李同学用的是Python3
  10.  
  11.     xnum = random.randint(0, 9)
  12.  
  13.     x = 3 - i
  14.  
  15.     if num == xnum:
  16.         print'运气真好，您猜对了！'
  17.         break
  18.     elif num > xnum:
  19.         print'''您猜大了!\n哈哈,正确答案是:%s\n您还有%s次机会！''' %(xnum,x)
  20.     elif num < xnum:
  21.         print'''您猜小了!\n哈哈,正确答案是:%s\n您还有%s次机会！''' %(xnum,x)
  22.     print'********************************'
  23.  
  24.     i += 1

我们来分析一下。

首先看while i<4，这是程序中为猜测限制的次数，最多是三次，请注意，在while循环体中的最后一句：i+=1，这是说每次循环到最后就给i增加1，当bool（I<4）为False的时候，就不再循环了。

当bool（i<4）为True的时候，就执行循环体内的语句。在循环体内，让用户输入一个整数，然后程序随机选择一个整数，最后判断随机生成的数和用户输入的数是否相等，并且用if语句判断三种不同的情况。

明白了上述代码，就可以进一步研究是否可以优化或者进行其他修改。

为了让用户的体验更爽，不妨把输入的整数范围扩大至1到100之间。

  1. num_input = raw_input("please input one integer that is in 1 to 100:")

我用的是Python 2.7，在输入指令上区别于李同学。

程序用num_input变量接收了输入的内容。读者如果要在这里睡觉，请打起精神，我要分享一个多年的编程经验。

请牢记：任何用户输入的内容都是不可靠的。

这句话含义深刻，但是，这里不做过多的解释，需要各位在随后的编程生涯中体验。根据此经验，我们要检验用户输入的是否符合我们的要求，我们要求用户输入1到100之间的整数，那么要做如下检验：

  • 输入的是否是整数。
  • 如果是整数，是否在1到100之间。为此，要做：
  1. if not num_input.isdigit():          #str.isdigit()是用来判断字符串是否纯粹由数字组成
  2.     print "Please input interger."
  3. elif int(num_input)<0 and int(num_input)>=100:
  4.     print "The number should be in 1 to 100."
  5. else:
  6.     pass

这里用pass的意思是暂时省略，如果满足了前面提出的要求，就该执行此处语句。

再看看李航同学的程序，在循环体内产生一个随机的数字，这样用户每次输入，面对的都是一个新的随机数字，这使得猜数字游戏难度太大了。我希望程序产生一个数字，直到猜中都是这个数字。所以，要把产生随机数字这个指令移动到循环之前。

  1. import random
  2.  
  3. number = random.randint(1,100)
  4.  
  5. while True:             #不限制用户的次数了
  6.     ...

观察李同学的程序，还有一点需要说明，那就是在条件表达式中，两边最好是同种类型数据，上面的程序中有num>xnum样式的条件表达式，一边是程序生成的int类型数据，而另一边是通过输入函数得到的str类型数据。在某些情况下可以运行，为什么？都是数字的时候是可以的，但是这样不好。

那么，按照这种思路，把这个猜数字程序重写一下：

  1. #!/usr/bin/env python
  2. #coding:utf-8
  3.  
  4. import random
  5.  
  6. number = random.randint(1,101)
  7.  
  8. guess = 0
  9.  
  10. while True:
  11.  
  12.     num_input = raw_input("please input one integer that is in 1 to 100:")
  13.     guess += 1
  14.  
  15.     if not num_input.isdigit():
  16.         print "Please input interger."
  17.     elif int(num_input) < 0 or int(num_input) >= 100:
  18.         print "The number should be in 1 to 100."
  19.     else:
  20.         if number == int(num_input):
  21.             print "OK, you are good.It is only %d, then you successed." % guess
  22.             break
  23.         elif number > int(num_input):
  24.             print "your number is more less."
  25.         elif number < int(num_input):
  26.             print "your number is bigger."
  27.         else:
  28.         print "There is something bad, I will not work"

以上仅供参考，读者还可改进。

2.5.2　break和continue

break的含义就是要在这个地方中断循环，跳出循环体。下面这个简要的例子更明显：

  1. #!/usr/bin/env python
  2. #coding:utf-8
  3.  
  4. a = 8
  5. while a:
  6.     if a % 2 == 0:
  7.         break
  8.     else:
  9.         print "%d is odd number"%a
  10.         a = 0 
  11. print "%d is even number"%a

a=8的时候，执行循环体中的break跳出循环，执行最后的打印语句，得到结果：

  1. 8 is even number

如果a=9，则要执行else里面的print，然后a=0，循环就再执行一次，又break了，得到结果：

  1. 9 is odd number
  2. 0 is even number

而continue则是要从当前位置（即continue所在的位置）跳到循环体的最后一行的后面（不执行最后一行），对一个循环体来讲，就如同首尾衔接一样，最后一行的后面是哪里呢？当然是开始了。

  1. #!/usr/bin/env python
  2. #coding:utf-8
  3.  
  4. a = 9
  5. while a:
  6.     if a % 2 == 0:
  7.         a -= 1
  8.         continue                     #如果是偶数，就返回循环的开始
  9.     else:
  10.         print "%d is odd number"%a   #如果是奇数，就打印出来
  11.         a -= 1

其实，对于这两个条件，我个人在编程中很少用到，因为我有一个固执的观念，尽量将条件在循环之前做足，不要在循环中跳来跳去，因为这样不仅可读性下降了，有时候自己也容易糊涂。

2.5.3　while…else

while…else有点类似于if…else，只需要一个例子就理解了，当然，一遇到else，就意味着已经不在while循环内了。

  1. #!/usr/bin/env python
  2.  
  3. count = 0
  4. while count < 5:
  5.     print count, " is  less than 5"
  6.     count = count + 1
  7. else:
  8.     print count, " is not less than 5"

执行结果：

  1. 0 is less than 5
  2. 1 is less than 5
  3. 2 is less than 5
  4. 3 is less than 5
  5. 4 is less than 5
  6. 5 is not less than 5

2.5.4　for…else

除了有while…else外，还可以有for…else，这个循环也通常用于跳出循环之后要做的事情。

  1. #!/usr/bin/env python
  2. # coding=utf-8
  3.  
  4. from math import sqrt
  5.  
  6. for n in range(99, 1, -1):
  7.     root = sqrt(n)
  8.     if root == int(root):
  9.         print n
  10.         break
  11. else:
  12.     print "Nothing."

读者是否能够读懂这段代码的含义？

阅读代码是一个提升自己编程水平的好方法。如何阅读代码？像看网上新闻那样吗？一目只看自己喜欢的文字，甚至标题看不完就开始喷？

绝对不是这样，阅读代码的最好方法是给代码做注释。对，如果有可能就给每行代码做注释，这样就能理解代码的含义了。

对于上面的代码，读者不妨做注释，看看它到底在干什么。把for n in range（99，1，-1）修改为for n in range（99，81，-1）看看是什么结果。