在 Python 编程中，while 循环是一种非常重要的控制结构，用于重复执行一段代码，直到满足某个条件为止。本文将深入解析 while 循环的基本用法、高级技巧，并通过 15 个实践案例帮助你更好地理解和应用这一强大的工具。

1. 基本语法

while 循环的基本语法如下：

while 条件:

    # 执行的代码块

当条件为 True 时，循环体内的代码会一直执行，直到条件变为 False。

示例 1：基本 while 循环

count = 0

while count < 5:

    print(f"Count is {count}")

    count += 1  # 每次循环后增加计数器

输出结果：

Count is 0

Count is 1

Count is 2

Count is 3

Count is 4

2. 无限循环

如果 while 循环的条件始终为 True，则会导致无限循环。通常情况下，我们需要在循环体内设置一个条件来终止循环。

示例 2：无限循环

while True:

    user_input = input("Enter 'q' to quit: ")

    if user_input == 'q':

        break  # 当用户输入 'q' 时，终止循环

3. 使用 break 和 continue

break 语句用于立即退出循环。

continue 语句用于跳过当前循环的剩余部分，直接进入下一次循环。

示例 3：使用 break

count = 0

while count < 10:

    if count == 5:

        break  # 当计数器达到 5 时，退出循环

    print(f"Count is {count}")

    count += 1

输出结果：

Count is 0

Count is 1

Count is 2

Count is 3

Count is 4

示例 4：使用 continue

count = 0

while count < 10:

    count += 1

    if count % 2 == 0:

        continue  # 跳过偶数

    print(f"Odd number: {count}")

输出结果：

Odd number: 1

Odd number: 3

Odd number: 5

Odd number: 7

Odd number: 9

4. 嵌套 while 循环

可以在 while 循环内部再嵌套一个 while 循环，以实现更复杂的逻辑。

示例 5：嵌套 while 循环

i = 1

while i <= 3:

    j = 1

    while j <= 3:

        print(f"({i}, {j})")

        j += 1

    i += 1

输出结果：

(1, 1)

(1, 2)

(1, 3)

(2, 1)

(2, 2)

(2, 3)

(3, 1)

(3, 2)

(3, 3)

5. else 子句

while 循环可以包含一个 else 子句，当循环正常结束（即条件变为 False）时，else 子句中的代码会被执行。

示例 6：else 子句

count = 0

while count < 5:

    print(f"Count is {count}")

    count += 1

else:

    print("Loop finished normally")

输出结果：

Count is 0

Count is 1

Count is 2

Count is 3

Count is 4

Loop finished normally

6. 处理异常

在 while 循环中，可以使用 try-except 语句来处理可能出现的异常。

示例 7：处理异常

while True:

    try:

        user_input = int(input("Enter a number: "))

        print(f"You entered: {user_input}")

        break

    except ValueError:

        print("Invalid input. Please enter a valid number.")

7. 使用 while 循环进行文件读取

while 循环可以用于逐行读取文件内容。

示例 8：逐行读取文件

with open('example.txt', 'r') as file:

    line = file.readline()

    while line:

        print(line.strip())  # 去除行末的换行符

         line = file.readline()

假设 example.txt 文件内容如下：

Line 1

Line 2

Line 3

输出结果：

Line 1

Line 2

Line 3

8. 使用 while 循环生成斐波那契数列

斐波那契数列是一个经典的数学问题，可以用 while 循环来生成。

示例 9：生成斐波那契数列

a, b = 0, 1

count = 0

while count < 10:

    print(a)

    a, b = b, a + b

    count += 1

输出结果：

0

1

1

2

3

5

8

13

21

34

9. 使用 while 循环实现简单的猜数字游戏

示例 10：猜数字游戏

import random

number_to_guess = random.randint(1, 100)

attempts = 0

while True:

    user_guess = int(input("Guess the number (between 1 and 100): "))

    attempts += 1

    if user_guess == number_to_guess:

        print(f"Congratulations! You guessed the number in {attempts} attempts.")

        break

    elif user_guess < number_to_guess:

        print("Too low, try again.")

    else:

        print("Too high, try again.")

10. 使用 while 循环实现倒计时

示例 11：倒计时

import time

seconds = 10

while seconds > 0:

    print(f"Time remaining: {seconds} seconds")

    time.sleep(1)  # 暂停 1 秒

    seconds -= 1

print("Time's up!")

11. 使用 while 循环实现简单的计算器

示例 12：简单计算器

while True:

    print("Options:")

    print("Enter 'add' to add two numbers")

    print("Enter 'subtract' to subtract two numbers")

    print("Enter 'quit' to end the program")

    user_input = input(": ")

    if user_input == "quit":

        break

    elif user_input == "add":

        num1 = float(input("Enter first number: "))

        num2 = float(input("Enter second number: "))

        result = num1 + num2

        print(f"The result is {result}")

    elif user_input == "subtract":

        num1 = float(input("Enter first number: "))

        num2 = float(input("Enter second number: "))

        result = num1 - num2

        print(f"The result is {result}")

    else:

        print("Unknown command")

12. 使用 while 循环实现斐波那契数列的生成器

示例 13：斐波那契数列生成器

def fibonacci():

    a, b = 0, 1

    while True:

        yield a

        a, b = b, a + b

fib = fibonacci()

for _ in range(10):

    print(next(fib))

输出结果：

0

1

1

2

3

5

8

13

21

34

13. 使用 while 循环实现简单的聊天机器人

示例 14：简单聊天机器人

greetings = ["hello", "hi", "hey"]

responses = {

    "hello": "Hi there!",

    "hi": "Hello!",

    "hey": "Hey!",

    "how are you": "I'm just a computer program, but thanks for asking!",

    "what's your name": "I'm a chatbot.",

    "bye": "Goodbye!"

}

while True:

    user_input = input("You: ").lower()

    if user_input in greetings:

        print(f"Bot: {responses[user_input]}")

    elif user_input in responses:

        print(f"Bot: {responses[user_input]}")

    elif user_input == "exit":

        break

    else:

        print("Bot: I don't understand that.")

14. 使用 while 循环实现简单的密码验证

示例 15：密码验证

correct_password = "password123"

attempts = 0

while attempts < 3:

    user_password = input("Enter your password: ")

    if user_password == correct_password:

        print("Access granted!")

        break

    else:

        print("Incorrect password. Try again.")

        attempts += 1

else:

    print("Too many failed attempts. Access denied.")

实战案例：实现一个简单的银行账户管理系统

假设我们要实现一个简单的银行账户管理系统，用户可以存钱、取钱和查看余额。我们将使用 while 循环来处理用户的操作。

class BankAccount:

    def __init__(self, balance=0):

        self.balance = balance

    def deposit(self, amount):

        self.balance += amount

        print(f"Deposited {amount}. New balance: {self.balance}")

    def withdraw(self, amount):

        if amount > self.balance:

            print("Insufficient funds.")

        else:

            self.balance -= amount

            print(f"Withdrew {amount}. New balance: {self.balance}")

    def check_balance(self):

        print(f"Current balance: {self.balance}")

# 创建一个银行账户对象

account = BankAccount()

# 主循环

while True:

    print("\nOptions:")

    print("1. Deposit money")

    print("2. Withdraw money")

    print("3. Check balance")

    print("4. Exit")

    choice = input("Choose an option: ")

    if choice == "1":

        amount = float(input("Enter the amount to deposit: "))

        account.deposit(amount)

    elif choice == "2":

        amount = float(input("Enter the amount to withdraw: "))

        account.withdraw(amount)

    elif choice == "3":

        account.check_balance()

    elif choice == "4":

        print("Thank you for using our bank system. Goodbye!")

        break

    else:

        print("Invalid choice. Please try again.")

总结

本文详细介绍了 Python 中 while 循环的基本用法、高级技巧，并通过 15 个实践案例帮助你更好地理解和应用这一强大的工具。从基本的计数器到复杂的银行账户管理系统，while 循环在各种场景中都有广泛的应用。