Python 中的 While 循环

概述

在 Python 中，while 循环用于在满足特定条件时反复执行一组语句。它是一种常用的控制流工具，特别适合用在需要重复执行相同代码块的情况下。

基础概念

while 循环有一个条件表达式，在每次开始循环之前都会对该条件进行评估。如果条件为 True，则执行循环体中的语句；如果条件为 False，则退出循环。

基本结构：

while 条件:
    # 循环体
    执行语句

使用方法

基本用法

while 循环经常用于从一个简单的计数器开始，直到特定条件为假时结束。

i = 0
while i < 5:
    print(i)
    i += 1

带条件的循环

while 循环通常与条件语句结合使用，这样可以更加灵活地控制循环结束的条件。

password = ''
while password != 'secret':
    password = input('请输入密码: ')

无限循环

在某些情况下，你可能会编写一个没有明确结束条件的循环，即“无限循环”。这通常用于程序的继续运行，直到显式退出。

while True:
    command = input('请输入命令（输入exit退出）:')
    if command == 'exit':
        break
    print(f'你输入的命令是: {command}')

结合 else 使用

while 循环中的 else 子句在循环没有被 break 语句打断的情况下执行。

n = 0
while n < 5:
    print(n)
    n += 1
else:
    print('循环正常结束')

常见实践

用户输入验证

while 循环可以用于反复请求用户输入，直到接收到有效输入为止。

while True:
    value = input("请输入一个数字: ")
    if value.isdigit():
        print("谢谢你的输入！")
        break
    else:
        print("无效输入，请输入一个数字。")

处理文件

可以用 while 循环逐行读取文件，直到文件结束。

with open('example.txt', 'r') as file:
    line = file.readline()
    while line:
        print(line.strip())
        line = file.readline()

生成器模式

有时需要手动实现生成器，用 while 循环依次生成值。

def count_up_to(max):
    count = 1
    while count <= max:
        yield count
        count += 1

for number in count_up_to(5):
    print(number)

最佳实践

避免死循环

为循环设置明确的终止条件，以防止因条件错误导致的死循环。

# 错误的死循环示例
# while True:
#     pass

合理使用 break 和 continue

使用 break 退出循环，continue 跳过当前循环到下一个循环的开始，应始终明确这些语句的意图。

while True:
    response = input("继续执行吗？(y/n): ")
    if response.lower() == 'n':
        print("退出循环")
        break
    elif response.lower() != 'y':
        print("无效输入，重新输入")
        continue
    print("执行操作...")

利用循环计数器的优化

在需要循环多次时，while 循环中的计数器设置和增减应谨慎处理，避免冗余计算。

count = 0
while count < 10:
    print(count)
    count += 1

小结

while 循环在 Python 中是一个强大的工具，为程序提供了高水平的控制流能力。通过理解和使用合理的循环条件以及相关的控制结构（如 break 和 continue），可以有效地处理重复任务，并提升代码的可读性和效率。无论是简单的计算，还是复杂的用户输入验证，while 循环都能迎刃而解。