Python中的while循環：簡化你的迭代操作

一、while循環的基本語法

在Python中，while循環的語法非常簡單，基本格式如下：

while 條件:
    循環體

其中，條件是一個布爾表達式，表示循環的條件；循環體是要重複執行的代碼塊。

while循環執行的過程如下：

1. 首先判斷條件是否為True，如果為False，則跳過循環體，直接執行循環後面的代碼；
2. 如果條件為True，則執行循環體中的代碼；
3. 執行完循環體後，再次判斷條件是否為True，如果為True，則再次執行循環體，否則跳過循環體；
4. 重複上述過程，直到條件為False為止。

通過while循環，我們可以很方便地對某個代碼塊進行重複執行，直到滿足某個條件為止。

下面是一個簡單的例子，使用while循環實現1到5的累加：

n = 1
sum = 0
while n <= 5:
    sum += n
    n += 1
print(sum)

輸出結果為：

15

在上面的代碼中，首先設置了n和sum兩個變量分別用於存儲當前的數值和總和。然後，在while循環中，我們不斷將n的值加1，並將其加入到sum中，直到n的值大於5為止。

二、while循環的高級用法

1. while循環嵌套

在Python中，while循環也可以進行嵌套。嵌套的while循環執行過程與單層的while循環相同，只是在循環體中又包含了一層循環。

下面是一個嵌套循環的例子，實現了1~4的乘法表：

i = 1
while i <= 4:
    j = 1
    while j <= i:
        print(f"{i}*{j}={i*j}", end="\t")
        j += 1
    print()
    i += 1

輸出結果為：

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

在上面的代碼中，外層的while循環用於循環行數，內層的while循環用於循環列數。在內部循環中，我們使用了一個參數end=”\t”，表示在每個元素後面加上一個製表符，以便打印出美觀的乘法表。

2. 程序中加入用戶交互

在實際開發中，我們通常會希望與用戶進行交互。可以使用while循環來實現這個需求，在用戶輸入不正確的情況下，一直提示用戶重新輸入。

下面是一個例子，實現了一個加法運算器：

print("=======計算器=======")
while True:
    num1 = float(input("請輸入第一個數:"))
    num2 = float(input("請輸入第二個數:"))
    op = input("請輸入運算符（+、-、*、/）：")
    if op == "+":
        print(f"{num1}+{num2}={num1+num2}")
    elif op == "-":
        print(f"{num1}-{num2}={num1-num2}")
    elif op == "*":
        print(f"{num1}*{num2}={num1*num2}")
    elif op == "/":
        if num2 == 0:
            print("除數不能為0")
        else:
            print(f"{num1}/{num2}={num1/num2}")
    else:
        print("運算符輸入錯誤，請重新輸入")
    choice = input("是否繼續運算？（Y/N）：")
    if choice != "Y" and choice != "y":
        break
print("謝謝使用！")

在代碼中，我們首先輸出了一個簡單的歡迎語句。然後，使用while True語句進行無限循環，只有當用戶輸入N或n時，才會停止循環。

在循環體中，首先使用input()函數接受用戶的輸入，並使用float()函數將字符串轉換為實數。然後，使用if-elif-else語句進行運算，根據不同的運算符執行不同的操作。如果用戶輸入的是錯誤的運算符，那麼程序會輸出錯誤提示信息，並要求用戶重新輸入。

在每次運算後，程序會詢問用戶是否繼續運算。如果用戶輸入的是N或n，則使用break語句退出循環，輸出一條感謝消息。

3. break和continue語句的使用

Python中的break和continue語句可以用於控制循環的流程。其中，break語句用於結束當前循環，continue語句用於跳過當前的循環。

下面是一個例子，使用break語句跳出循環：

n = 0
while True:
    print(n)
    n += 1
    if n == 5:
        break
print("循環結束")

輸出結果為：

0
1
2
3
4
循環結束

在上面的代碼中，我們使用了一個while True語句進行無限循環。然後，在每個循環中打印當前的n值，並將其加1。如果n的值等於5，則使用break語句跳出循環。

下面是一個例子，使用continue語句跳過循環：

n = 0
while n < 5:
    n += 1
    if n == 3:
        continue
    print(n)
print("循環結束")

輸出結果為：

1
2
4
5
循環結束

在上面的代碼中，我們使用一個while循環從1到5循環。在循環體中，如果n的值等於3，則使用continue語句跳過循環體中後續的代碼，直接執行下一輪循環。

三、總結

通過對Python中while循環的詳細講解，我們了解到了while循環的基本語法、高級用法以及與用戶交互、break/continue語句的配合使用等方面的知識。在實際開發中，我們可以根據具體的需求，靈活使用while循環來完成各種任務。

下面是本文中所有代碼的完整示例：

# 累加1~5
n = 1
sum = 0
while n <= 5:
    sum += n
    n += 1
print(sum)

# 乘法表
i = 1
while i <= 4:
    j = 1
    while j <= i:
        print(f"{i}*{j}={i*j}", end="\t")
        j += 1
    print()
    i += 1

# 加法運算器
print("=======計算器=======")
while True:
    num1 = float(input("請輸入第一個數:"))
    num2 = float(input("請輸入第二個數:"))
    op = input("請輸入運算符（+、-、*、/）：")
    if op == "+":
        print(f"{num1}+{num2}={num1+num2}")
    elif op == "-":
        print(f"{num1}-{num2}={num1-num2}")
    elif op == "*":
        print(f"{num1}*{num2}={num1*num2}")
    elif op == "/":
        if num2 == 0:
            print("除數不能為0")
        else:
            print(f"{num1}/{num2}={num1/num2}")
    else:
        print("運算符輸入錯誤，請重新輸入")
    choice = input("是否繼續運算？（Y/N）：")
    if choice != "Y" and choice != "y":
        break
print("謝謝使用！")

# break語句
n = 0
while True:
    print(n)
    n += 1
    if n == 5:
        break
print("循環結束")

# continue語句
n = 0
while n < 5:
    n += 1
    if n == 3:
        continue
    print(n)
print("循環結束")