第八章：AI进阶之---循环语句（while循环与循环控制）二

本文介绍了Python中while循环和循环控制语句的应用。主要内容包括：1) 使用while循环实现1到100的累加和计算；2) 使用while循环计算5的阶乘；3) 实现一个简单的猜数字游戏，包含随机数生成、用户输入处理和循环控制；4) 增强版猜数字游戏增加了难度选择和重复游戏功能。文章通过具体示例代码详细讲解了while循环的基本语法、循环控制语句（break和continue）的使用方法，

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I＇m a winner · 2025-09-16 11:15:19 发布

课时 9：循环语句（while 循环与循环控制）

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课时 9：循环语句（while 循环与循环控制）

四、实战练习

4.1 累加与累乘

现在，我们将通过两个实战练习来巩固 while 循环的使用。请打开 PyCharm，创建一个新的 Python 文件，命名为while_loop_practice.py，然后按照以下练习进行操作。

练习 1：计算累加和

编写一个程序，使用 while 循环计算 1 到 100 的累加和。

要求：

使用 while 循环实现累加。
初始化累加变量为 0。
设置合适的循环条件和循环变量更新。
输出计算结果。

示例代码：

# 计算1到100的累加和
sum = 0
i = 1

while i <= 100:
    sum += i
    i += 1

print("1到100的累加和为：", sum)

预期输出：

1到100的累加和为：5050

实现思路：

初始化累加变量sum为 0，循环变量i为 1。
当i小于等于 100 时，执行循环体。
在循环体中，将i加到sum上。
每次循环后，将i增加 1，确保循环最终结束。
循环结束后，输出累加结果。

练习 2：计算阶乘（累乘）

编写一个程序，使用 while 循环计算 5 的阶乘（即 5! = 5×4×3×2×1）。

要求：

使用 while 循环实现累乘。
初始化累乘变量为 1。
设置合适的循环条件和循环变量更新。
输出计算结果。

示例代码：

# 计算5的阶乘
factorial = 1
n = 5

while n > 0:
    factorial *= n
    n -= 1

print("5的阶乘为：", factorial)

预期输出：

5的阶乘为：120

实现思路：

初始化累乘变量factorial为 1，因为任何数乘以 1 都等于它本身。
设置循环变量n为 5。
当n大于 0 时，执行循环体。
在循环体中，将factorial乘以n。
每次循环后，将n减少 1，确保循环最终结束。
循环结束后，输出累乘结果。

4.2 猜数字游戏

现在，我们将编写一个经典的猜数字游戏，这个游戏将综合运用 while 循环、条件判断和循环控制语句。

练习 3：简单猜数字游戏

编写一个程序，实现以下功能：

程序生成一个 1 到 100 之间的随机整数。
用户有 5 次机会猜测这个数字。
每次猜测后，程序提示用户猜测的数字是太大、太小还是正确。
如果用户在 5 次内猜对，显示成功消息并结束游戏。
如果用户用完 5 次机会仍未猜对，显示正确答案并结束游戏。

要求：

使用 while 循环实现游戏主循环。
使用 random 模块生成随机数。
使用 break 语句在用户猜对时提前终止循环。
处理用户输入的非数字情况（可选）。

示例代码：

import random

# 生成1到100之间的随机数
secret_number = random.randint(1, 100)
attempts = 0
max_attempts = 5

print("欢迎来到猜数字游戏！你有5次机会猜一个1到100之间的数字。")

while attempts < max_attempts:
    guess = int(input("请输入你的猜测："))
    attempts += 1

    if guess == secret_number:
        print(f"恭喜你！你在第{attempts}次猜对了！")
        break
    elif guess < secret_number:
        print("猜小了！")
    else:
        print("猜大了！")
else:
    print(f"很遗憾，你用完了所有机会。正确答案是{secret_number}。")

预期输出（假设秘密数字是 42）：

欢迎来到猜数字游戏！你有5次机会猜一个1到100之间的数字。

请输入你的猜测：50

猜大了！

请输入你的猜测：30

猜小了！

请输入你的猜测：40

猜小了！

请输入你的猜测：45

猜大了！

请输入你的猜测：42

恭喜你！你在第5次猜对了！

实现思路：

使用random.randint(1, 100)生成一个 1 到 100 之间的随机整数。
使用attempts变量记录用户的猜测次数，初始值为 0。
设置最大尝试次数max_attempts为 5。
使用 while 循环，当attempts小于max_attempts时执行循环体。
在循环体中，获取用户输入的猜测数字。
比较猜测数字与秘密数字，给出相应提示。
如果猜测正确，使用 break 语句提前终止循环。
如果循环正常结束（即用户用完了所有尝试次数），通过 else 子句显示正确答案。

练习 4：增强版猜数字游戏（选做）

在简单猜数字游戏的基础上，添加以下功能：

游戏开始前，让用户选择游戏难度（简单、中等、困难）。
根据难度设置不同的最大尝试次数：

简单：10 次
中等：7 次
困难：5 次

游戏结束后，询问用户是否想再玩一次。
使用循环控制语句实现游戏的持续进行。

示例代码：

import random

def play_game():
    # 选择游戏难度
    difficulty = input("请选择游戏难度（简单/中等/困难）：")
    if difficulty == "简单":
        max_attempts = 10
    elif difficulty == "中等":
        max_attempts = 7
    else:
        max_attempts = 5

    # 生成随机数
    secret_number = random.randint(1, 100)
    attempts = 0

    print(f"你选择了{difficulty}难度，你有{max_attempts}次机会猜一个1到100之间的数字。")

    while attempts < max_attempts:
        guess = int(input("请输入你的猜测（1-100）："))
        attempts += 1

        if guess == secret_number:
            print(f"恭喜你！你在第{attempts}次猜对了！")
            return True  # 猜对后返回True
        elif guess < secret_number:
            print("猜小了！")
        else:
            print("猜大了！")
    
    # 如果循环结束仍未猜对
    print(f"很遗憾，你用完了{max_attempts}次机会。正确答案是{secret_number}。")
    return False  # 未猜对返回False

# 主循环，允许用户重复玩游戏
while True:
    play_game()
    play_again = input("你想再玩一次吗？（是/否）：")
    if play_again.lower() != "是":
        print("感谢游玩！")
        break

预期输出：

请选择游戏难度（简单/中等/困难）：中等

你选择了中等难度，你有7次机会猜一个1到100之间的数字。

请输入你的猜测（1-100）：50

猜大了！

请输入你的猜测（1-100）：25

猜小了！

请输入你的猜测（1-100）：37

猜小了！

请输入你的猜测（1-100）：43

猜大了！

请输入你的猜测（1-100）：40

恭喜你！你在第5次猜对了！

你想再玩一次吗？（是/否）：是

请选择游戏难度（简单/中等/困难）：困难

你选择了困难难度，你有5次机会猜一个1到100之间的数字。

请输入你的猜测（1-100）：50

猜大了！

请输入你的猜测（1-100）：25

猜小了！

请输入你的猜测（1-100）：37

猜小了！

请输入你的猜测（1-100）：43

猜大了！

请输入你的猜测（1-100）：40

很遗憾，你用完了5次机会。正确答案是40。

你想再玩一次吗？（是/否）：否

感谢游玩！

实现思路：

定义play_game函数，处理单次游戏流程。
在play_game函数中，根据用户选择的难度设置不同的最大尝试次数。
使用 while 循环实现游戏主循环，允许用户多次猜测。
使用break语句在用户选择不玩时终止游戏循环。
使用return语句在用户猜对时提前结束函数执行。

五、课程总结

今天的课程中，我们学习了 Python 中的 while 循环和循环控制语句，这些内容是编写高效、灵活代码的关键。

重点回顾：

while 循环基础：

while 循环在条件为真时重复执行代码块。
语法格式：while 条件表达式: 代码块。
必须确保循环条件最终为假，否则会导致死循环。

循环控制语句：

break：提前终止整个循环。
continue：跳过当前迭代，继续下一次迭代。
else 子句：在循环正常结束时执行。

实战应用：

累加和累乘：使用 while 循环实现数值的累加和累乘。
猜数字游戏：综合运用 while 循环、条件判断和循环控制语句。

课后任务：

复习今天所学的内容，确保完全理解 while 循环和循环控制语句的使用。
完成课堂练习中的三个实战任务。
预习下一节课的内容：函数定义与调用。

下一节课中，我们将学习 Python 中的函数，它是组织和复用代码的重要工具。通过函数，我们可以将复杂的程序分解为更小的、可管理的部分，提高代码的可读性和可维护性。

如果你在学习过程中遇到任何问题，请随时提问。祝你学习愉快！

六、常见问题与解答

6.1 while 循环相关问题

问题 1：while 循环和 for 循环有什么区别？应该如何选择？

解答：while 循环和 for 循环的主要区别在于适用场景。for 循环适用于已知循环次数或遍历可迭代对象的场景，而 while 循环适用于不知道循环次数，但知道终止条件的场景。例如，遍历列表时使用 for 循环更合适，而实现用户登录验证时使用 while 循环更合适。

问题 2：如何避免 while 循环中的死循环？

解答：避免死循环的关键是确保循环条件最终会变为假。可以通过以下方法实现：

在循环体内更新循环变量，使其最终导致条件为假。
设置合理的终止条件。
在必要时使用 break 语句强制终止循环。

问题 3：while 循环的 else 子句有什么作用？

解答：while 循环的 else 子句会在循环正常结束（即没有通过 break 终止）时执行。它通常用于处理循环未找到目标元素的情况，例如在搜索算法中。

6.2 循环控制语句相关问题

问题 1：break 和 continue 的区别是什么？

解答：break 语句用于提前终止整个循环，而 continue 语句用于跳过当前迭代，继续下一次迭代。break 会影响整个循环的执行，而 continue 只影响当前迭代。

问题 2：可以在同一个循环中同时使用 break 和 continue 吗？

解答：是的，可以在同一个循环中同时使用 break 和 continue。它们通常出现在不同的条件判断中，break 用于提前终止循环，continue 用于跳过特定情况。

问题 3：如何在嵌套循环中使用 break 和 continue？

解答：在嵌套循环中，break 和 continue 只影响当前层的循环。如果需要在多层循环中使用它们，可以考虑以下方法：

使用标志变量来控制外层循环。
将内层循环封装成函数，使用 return 语句提前返回。
使用异常处理机制（虽然不太推荐）。

6.3 实战应用问题

问题 1：如何使用 while 循环实现倒计时功能？

解答：可以使用 time 模块和 while 循环实现倒计时功能：

import time

countdown = 10
while countdown > 0:
    print(countdown)
    time.sleep(1)  # 暂停1秒
    countdown -= 1
print("时间到！")

问题 2：如何使用 while 循环实现简单的登录验证？

解答：可以使用 while 循环和 break 语句实现简单的登录验证：

attempts = 0
max_attempts = 3
password = "secret"

while attempts < max_attempts:
    user_password = input("请输入密码：")
    if user_password == password:
        print("登录成功！")
        break
    attempts += 1
else:
    print("登录失败，已达到最大尝试次数。")

问题 3：如何处理猜数字游戏中的非数字输入？

解答：可以使用 try-except 块处理非数字输入：

while attempts < max_attempts:
    guess = input("请输入你的猜测（1-100）：")
    try:
        guess = int(guess)
    except ValueError:
        print("请输入有效的数字！")
        continue  # 跳过本次迭代，继续下一次猜测
    attempts += 1
    # 其他代码...

七、课后练习

基础练习：

使用 while 循环计算 1 到 1000 的累加和。
使用 while 循环计算 7 的阶乘。

进阶练习：

编写一个程序，使用 while 循环和 continue 语句打印 1 到 20 之间的所有奇数。
编写一个程序，使用 while 循环和 break 语句查找列表中第一个大于 10 的元素。

挑战练习：

编写一个程序，实现简单的计算器功能，支持加、减、乘、除四种运算，用户可以连续进行计算，直到选择退出。
编写一个程序，实现简单的银行账户管理系统，支持存款、取款和查询余额操作，使用 while 循环实现菜单驱动界面。

通过这些练习，你将能够更好地掌握 Python 的 while 循环和循环控制语句，为后续的学习打下坚实的基础。如果你在练习过程中遇到任何问题，请随时提问。

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