《Python基础及应用》第4章 循环程序设计-4.1遍历循环for语句

教学平台：Anaconda Jupyter Notebook

第4章 循环程序设计

4.1 遍历循环for语句

📚 学习目标

•掌握for循环的基本语法结构

•理解遍历结构的概念及常见类型

•熟练运用range()函数控制循环

•掌握带else子句的for循环用法

•能够运用for循环解决实际问题

4.1.1 不带else的for语句

一、基本语法格式

for循环是Python中最常用的遍历循环结构，其基本语法如下：

for 循环变量 in 遍历结构:    循环体语句块

⚠️ 要点1：for末尾的冒号（:）不可省略

重要提醒：for语句行末尾的冒号:是Python语法强制要求的，忘记添加会导致SyntaxError（语法错误）。

错误示例：

# ❌ 错误：缺少冒号for i in range(5)    print(i)

报错信息：SyntaxError: expected ':'

正确写法：

# ✅ 正确：必须加上冒号for i in range(5):    print(i)

知识串联：回忆第3章学习的if语句、第2章的函数定义，它们同样需要在语句末尾添加冒号。这是Python语法的一致性格式要求！

🔢 要点2：循环次数的确定

for循环的循环次数由遍历结构中的元素个数决定，而不是由循环变量的初始值决定。

核心原则： > 循环次数 = 遍历结构中元素的个数

示例分析：

# 示例1：遍历列表（5个元素，循环5次）fruits = ["苹果", "香蕉", "橙子", "葡萄", "西瓜"]for fruit in fruits:    print(f"当前水果：{fruit}")print("循环结束")

输出：

当前水果：苹果当前水果：香蕉当前水果：橙子当前水果：葡萄当前水果：西瓜循环结束

循环次数：5次（因为列表有5个元素）

# 示例2：遍历字符串（每个字符是一个元素）school = "CK"for char in school:    print(f"字符：{char}")

输出：

字符：C字符：K

循环次数：2次（字符串”CK”有2个字符）

# 示例3：使用range(3)（生成3个数字：0,1,2）for i in range(3):    print(f"第{i+1}次循环，i的值是：{i}")

输出：

第1次循环，i的值是：0第2次循环，i的值是：1第3次循环，i的值是：2

循环次数：3次（range(3)生成3个数字）

📦 要点3：关于遍历结构

遍历结构是指可以被逐个访问其中元素的数据结构。Python中常见的遍历结构包括：

示例：不同类型的遍历结构

# 示例1：遍历字符串 - 检查CK学生学号格式student_id = "CK2024001"print("逐个检查学号字符：")for char in student_id:    print(char, end=" ")print("\n")

# 示例2：遍历列表 - 统计CK各学院学生人数colleges = ["经管学院", "土木学院", "电气学院", "艺术学院"]student_counts = [1200, 980, 1100, 650]print("各学院学生人数统计：")for i in range(len(colleges)):    print(f"{colleges[i]}: {student_counts[i]}人")

知识串联：回忆第2章学习的字符串索引与切片（str[i]），for循环实际上是在自动帮我们完成”取第0个、第1个、第2个…“的操作！

🔧 要点4：使用range函数做遍历结构

range()函数是for循环中最常用的遍历结构生成器，用于生成一个整数序列。它有三种常用格式：

格式1：range(stop) - 从0开始到stop-1

语法：range(n) 生成序列：0, 1, 2, ..., n-1

参数说明： - stop：终止值（不包含），必须是整数 - 起始值默认为0 - 步长默认为1

示例：

# 生成0到4（不包含5）的序列for i in range(5):    print(i, end=" ")# 输出：0 1 2 3 4

实际应用：打印CK校园歌手大赛前5名

print("🏆 CK校园歌手大赛获奖名单")for rank in range(5):    print(f"第{rank + 1}名：待公布")

格式2：range(start, stop) - 指定起始和终止

语法：range(start, stop) 生成序列：start, start+1, ..., stop-1

参数说明： - start：起始值（包含） - stop：终止值（不包含）

示例：

# 生成5到9（不包含10）的序列for i in range(5, 10):    print(i, end=" ")# 输出：5 6 7 8 9

实际应用：打印CK教学楼5-9层的教室安排

print("🏢 CK教学楼教室分布")for floor in range(5, 10):    print(f"{floor}层：多媒体教室")

格式3：range(start, stop, step) - 指定步长

语法：range(start, stop, step)

参数说明： - start：起始值（包含） - stop：终止值（不包含） - step：步长（可以是负数，表示倒序）

示例：

# 生成0到10，步长为2（偶数）for i in range(0, 10, 2):    print(i, end=" ")# 输出：0 2 4 6 8

# 生成10到1，步长为-1（倒序）for i in range(10, 0, -1):    print(i, end=" ")# 输出：10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

实际应用：CK运动会倒计时、隔行输出座位号

# 应用1：运动会倒计时print("⏰ CK运动会开幕式倒计时")for seconds in range(10, 0, -1):    print(f"倒计时：{seconds}秒")print("🎉 开幕！")

# 应用2：隔行安排座位（只安排偶数排）print("🎭 CK大礼堂座位安排（偶数排）")for row in range(2, 21, 2):    print(f"第{row}排：已预留")

range()三种格式对比表：

知识串联：回忆第2章学习的数值运算，range()的参数必须是整数。如果需要浮点数序列，需要借助其他方法（如numpy库，后续学习）。

二、代码实践：基础练习

练习1：使用range()打印CK大学1-4年级的学生称谓

grades = ["大一", "大二", "大三", "大四"]for i in range(len(grades)):    print(f"{grades[i]}新生")

练习2：计算1到100的累加和（使用range）

total = 0for num in range(1, 101):    total += numprint(f"1到100的和是：{total}")  # 输出5050

🤖 AI辅助学习：4.1.1节

学习目标：通过与AI对话，巩固for循环基础语法，并完成有趣的编程练习。

练习1：重庆火锅食材遍历器

场景：设计一个程序，遍历重庆火锅的常见食材，并输出”正在涮XX…”

AI提示词：

请帮我写一个Python程序，使用for循环遍历以下重庆火锅食材列表：hotpot_foods = ["毛肚", "鸭肠", "黄喉", "嫩牛肉", "耗儿鱼", "豆皮", "土豆片", "宽粉"]要求：1. 使用for循环遍历列表2. 每行输出格式："正在涮[食材名]，倒计时3秒..."3. 使用time.sleep(0.5)模拟等待（需要import time）4. 最后输出："火锅涮完了，可以开吃了！"

练习2：CK校园樱花树生长动画

场景：使用for循环和字符串乘法，模拟樱花树从种子长到开花的ASCII艺术动画。

AI提示词：

请帮我创建一个Python程序，使用for循环和print语句，在控制台输出一个樱花树生长的简单动画效果。要求：1. 使用for循环控制树的"生长"阶段（从1到5层）2. 使用字符串乘法"*" * n来生成树冠3. 使用"|"作为树干4. 使用time.sleep(0.3)让每一行有延迟效果5. 最后输出"🌸 CK校园樱花开了！"示例输出效果：**** ************||🌸 CK校园樱花开了！

练习3：重庆轻轨穿楼倒计时

场景：模拟重庆李子坝轻轨穿楼的倒计时场景。

AI提示词：

请帮我写一个Python程序，模拟重庆轻轨即将穿楼的倒计时场景。要求：1. 使用range()函数实现从10到1的倒计时（range(10, 0, -1)）2. 每行输出："🚇 轻轨穿楼倒计时：X秒"3. 使用time.sleep(1)模拟真实秒数4. 倒计时结束后输出："🚇 轻轨穿过CK大楼！"5. 使用for循环实现

4.1.2 带else的for语句

一、语法结构

Python的for循环可以带有一个else子句，这是Python特有的语法特性：

for 循环变量 in 遍历结构:    循环体语句块else:    else语句块

二、执行规则

关键理解： 

- 当for循环正常结束（没有被break语句中断）时，会执行else块 

- 如果循环被break中断，else块不会执行

执行流程图：

开始 → 遍历结构还有元素？ → 是 → 执行循环体 → 回到判断↓否执行else块（如果存在）→ 结束

三、代码示例

示例1：基础演示

# 示例：打印CK图书馆借阅流程books = ["Python基础", "数据分析", "机器学习"]for book in books:    print(f"📖 正在借阅《{book}》")else:    print("✅ 所有书籍借阅完成！")

输出：

📖 正在借阅《Python基础》📖 正在借阅《数据分析》📖 正在借阅《机器学习》✅ 所有书籍借阅完成！

示例2：与break对比（预习4.3节内容）

# 查找CK食堂是否有重庆小面foods = ["麻辣烫", "盖浇饭", "重庆小面", "黄焖鸡"]for food in foods:    print(f"检查：{food}")    if food == "重庆小面":        print("🍜 找到了！")        break  # 找到了就退出else:    # 如果循环没有被break中断，执行这里    print("😔 今天没有重庆小面")

输出：

检查：麻辣烫检查：盖浇饭检查：重庆小面🍜 找到了！

注意：因为有break，else块没有执行

示例3：else执行的情况

# 查找CK周边3公里内的火锅店distances = [5, 8, 12]  # 单位：公里，都超过3公里for dist in distances:    print(f"发现火锅店，距离：{dist}公里")    if dist <= 3:        print("🍲 就在附近！")        breakelse:    print("😢 3公里内没有火锅店，需要走远一点")

输出：

发现火锅店，距离：5公里发现火锅店，距离：8公里发现火锅店，距离：12公里😢 3公里内没有火锅店，需要走远一点

因为没有触发break，else块执行了

四、实际应用场景

场景1：循环结束后统一处理

# 计算CK某班级所有学生的平均分scores = [85, 92, 78, 96, 88]total = 0for score in scores:    total += scoreelse:    average = total / len(scores)    print(f"班级平均分：{average:.2f}")

场景2：搜索算法中的”未找到”处理

# 在CK学生名单中查找特定学号student_ids = ["CK2024001", "CK2024005", "CK2024009"]target = "CK2024003"for sid in student_ids:    if sid == target:        print(f"找到学生：{sid}")        breakelse:    print(f"未找到学号为{target}的学生")

知识串联：回忆第3章学习的if-else分支结构，for-else中的else与分支中的else不同，它表示”循环正常完成后的奖励”，而不是”条件不满足”。

🤖 AI辅助学习：4.1.2节

练习1：CK图书馆图书检索系统

场景：使用for-else结构实现图书检索，如果找到书则输出位置，否则提示”该书已借出”。

AI提示词：

请帮我写一个Python图书检索系统，使用for-else结构。要求：1. 创建一个图书列表，每本书是一个字典，包含书名和位置，例如：books = [{"name": "Python基础教程", "location": "A区3排"},{"name": "经济学原理", "location": "B区1排"},{"name": "数据结构", "location": "A区5排"}]2. 让用户输入要查找的书名（使用input()）3. 使用for循环遍历查找4. 如果找到，输出"找到《书名》，位置：XXX"并break5. 使用else块处理"未找到"的情况，输出"该书已借出或不存在"6. 添加适当的emoji让输出更友好

练习2：重庆天气预警检查器

场景：检查未来7天是否有暴雨天气，使用for-else结构。

AI提示词：

请帮我写一个重庆天气预警检查程序，使用for-else结构。要求：1. 创建一个包含7天天气的列表：weather = ["晴", "多云", "小雨", "晴", "暴雨", "多云", "晴"]2. 使用for循环遍历每一天3. 如果遇到"暴雨"，输出"⚠️ 第X天有暴雨预警！请减少外出"并break4. 如果循环正常结束（没有暴雨），else块输出"✅ 未来7天无暴雨，适宜出行"5. 每天输出时添加延迟time.sleep(0.5)模拟检查过程

4.1.3 程序设计实例

实例1：CK学生成绩统计系统

问题描述： 编写程序，统计CK大学某班级（假设有5名学生）的Python课程成绩，要求： 1. 输入5名学生的成绩 2. 计算并输出：最高分、最低分、平均分 3. 统计及格人数（>=60分）和优秀人数（>=90分）

算法分析： 1. 使用range(5)控制输入5次 2. 使用变量记录最高分、最低分、总分 3. 使用计数器记录及格和优秀人数 4. 循环结束后计算平均分

完整代码：

# CK学生成绩统计系统print("=" * 40)print("📊 CK大学Python课程成绩统计系统")print("=" * 40)# 初始化变量max_score = 0          # 最高分min_score = 100        # 最低分total_score = 0        # 总分pass_count = 0         # 及格人数excellent_count = 0    # 优秀人数student_count = 5      # 学生人数# 循环输入成绩for i in range(student_count):    # 输入成绩（使用eval转换为数字，也可以用int()）    score = eval(input(f"请输入第{i+1}名学生的成绩（0-100）："))    # 更新最高分    if score > max_score:        max_score = score    # 更新最低分    if score < min_score:        min_score = score    # 累加总分    total_score += score    # 统计及格人数    if score >= 60:        pass_count += 1    # 统计优秀人数    if score >= 90:        excellent_count += 1# 计算平均分average_score = total_score / student_count# 输出统计结果print("\n" + "=" * 40)print("📈 统计结果")print("=" * 40)print(f"最高分：{max_score}分")print(f"最低分：{min_score}分")print(f"平均分：{average_score:.2f}分")print(f"及格人数：{pass_count}人（{pass_count/student_count*100:.1f}%）")print(f"优秀人数：{excellent_count}人（{excellent_count/student_count*100:.1f}%）")

运行示例：

========================================📊 CK大学Python课程成绩统计系统========================================请输入第1名学生的成绩（0-100）：85请输入第2名学生的成绩（0-100）：92请输入第3名学生的成绩（0-100）：78请输入第4名学生的成绩（0-100）：95请输入第5名学生的成绩（0-100）：88========================================📈 统计结果========================================最高分：95分最低分：78分平均分：87.60分及格人数：5人（100.0%）优秀人数：2人（40.0%）

知识串联： - 回忆第2章的eval()函数，用于将输入的字符串转换为数值 - 回忆第3章的if分支结构，用于条件判断 - 使用格式化字符串:.2f控制小数位数（第2章字符串格式化）

实例2：重庆景点推荐系统

问题描述： 编写程序，根据用户选择的偏好（1-自然风光，2-人文历史，3-美食体验），推荐相应的重庆景点，并列出该类别下的前3个推荐景点。

算法分析： 1. 使用字典存储不同类别的景点列表 2. 使用for循环配合range(3)输出前3个景点 3. 使用字符串索引输出景点序号

完整代码：

# 重庆景点推荐系统print("=" * 50)print("🌄 欢迎来到重庆！CK大学周边游推荐系统")print("=" * 50)# 景点数据库（使用字典存储）attractions = {    "1": {        "name": "自然风光",        "spots": ["武隆天生三桥", "长江索道", "南山一棵树观景台",                  "金佛山", "黑山谷", "四面山"]    },    "2": {        "name": "人文历史",        "spots": ["磁器口古镇", "洪崖洞", "白公馆",                  "渣滓洞", "三峡博物馆", "湖广会馆"]    },    "3": {        "name": "美食体验",        "spots": ["八一路好吃街", "观音桥步行街", "较场口夜市",                 "磁器口美食街", "南山火锅一条街", "回龙湾美食街"]    }}# 显示菜单print("\n请选择您感兴趣的类别：")for key in attractions:    print(f"{key}. {attractions[key]['name']}")# 获取用户选择choice = input("\n请输入选项（1/2/3）：")# 验证输入有效性if choice in attractions:    category = attractions[choice]    print(f"\n🎯 为您推荐【{category['name']}】类景点TOP3：")    print("-" * 40)    # 使用for循环输出前3个景点    for i in range(3):        spot = category['spots'][i]        print(f"  TOP{i+1}: {spot}")    print("-" * 40)    print("祝您在重庆玩得开心！🎉")else:    print("❌ 输入无效，请输入1、2或3")

运行示例：

==================================================🌄 欢迎来到重庆！CK大学周边游推荐系统==================================================请选择您感兴趣的类别：1. 自然风光2. 人文历史3. 美食体验请输入选项（1/2/3）：3🎯 为您推荐【美食体验】类景点TOP3：----------------------------------------TOP1: 八一路好吃街TOP2: 观音桥步行街TOP3: 较场口夜市----------------------------------------祝您在重庆玩得开心！🎉

知识串联： - 回忆第2章学习的字符串乘法"=" * 50用于生成装饰线 - 回忆第3章学习的if-else分支进行输入验证 - 使用了列表索引category['spots'][i]访问元素（第5章将详细学习列表）

🤖 AI辅助学习：4.1.3节

练习1：CK食堂满意度调查统计

场景：设计一个程序，收集10位同学对CK食堂的满意度评分（1-5分），并生成统计报告。

AI提示词：

请帮我写一个CK食堂满意度调查统计程序。要求：1. 使用for循环收集10位同学的评分（1-5分，5分最满意）2. 使用列表存储所有评分3. 计算并输出：- 平均满意度- 最高分和最低分- 各分数段（1-5分）的人数分布- 满意度评级（>=4.0为优秀，>=3.0为良好，<3.0需改进）4. 使用*符号绘制简单的柱状图显示分布，例如：5分: **** (4人)4分: ***(3人)5. 添加适当的注释和友好的输出格式

练习2：重庆方言学习器

场景：设计一个互动程序，使用for循环教用户学习5句常用的重庆方言。

AI提示词：

请帮我写一个有趣的重庆方言学习程序。要求：1. 创建一个包含5个方言词汇的列表，每个元素是一个字典，包含：- 方言：重庆话表达- 普通话：对应的普通话意思- 场景：使用场景例如：{"方言": "要得", "普通话": "好的/可以", "场景": "同意对方提议"}2. 使用for循环逐条展示方言：- 先显示方言和"???"让用户猜测意思- 使用time.sleep(1)制造悬念- 然后显示普通话意思和使用场景- 使用input()让用户按回车继续下一条3. 循环结束后，使用for-else结构（或循环后代码）输出："🎉 恭喜！你已经学会了5句重庆话！"4. 最后使用for循环让用户"复习"一遍所有方言5. 添加emoji和分隔线让界面美观

练习3：Python绘制CK校徽图案

场景：使用for循环和字符串操作，在控制台输出简单的ASCII艺术图案。

AI提示词：

请帮我写一个Python程序，使用for循环在控制台输出一个CK校徽风格的ASCII艺术图案。要求：1. 使用for循环和字符串乘法生成对称图案2. 图案可以包含：- 一个菱形或圆形的外框- 中间的"CK"字样- 底部的"CHONGQING"字样3. 使用不同的字符（如*、#、@、=）增加层次感4. 使用range()控制每一行的输出5. 添加颜色代码（使用ANSI转义序列如\033[91m表示红色）让输出有颜色6. 最后输出"🏫 CK University Est. 1005"

📋 本节知识总结

核心知识点回顾

与前面章节的联系

第2章基础 → 第3章分支 → 第4章循环↓↓↓ 变量类型if判断for遍历 字符串操作逻辑运算range函数 输入输出条件表达式嵌套应用