Python循环数字运算：for循环、while循环、嵌套循环
在Python中，循环数字运算是通过使用循环结构来对数字进行反复计算和处理。for循环 和 while循环 是两种主要的方法。下面详细描述如何使用这两种循环，并介绍一些实际应用。
一、for循环
1. 基本使用
for循环 是Python中最常用的循环结构之一。它主要用于遍历序列（如列表、元组、字符串）或其他可迭代对象。
for i in range(10):
print(i)
上述代码将输出0到9的数字。range(10) 生成一个从0到9的整数序列，for 循环将序列中的每个元素依次赋值给 i。
2. 数字运算
在for循环中，我们可以进行各种数字运算，例如累加、累乘等。
sum = 0
for i in range(1, 11):
sum += i
print("Sum:", sum)
上述代码计算从1到10的数字之和。sum 初始值为0，每次循环将当前 i 值累加到 sum 中。
二、while循环
1. 基本使用
while循环 根据条件的真值来执行循环体，只要条件为真，循环就会继续执行。
i = 0
while i < 10:
print(i)
i += 1
上述代码将输出0到9的数字。i 初始值为0，每次循环后 i 增加1，直到 i 等于10时，条件 i < 10 不再成立，循环结束。
2. 数字运算
同样，在while循环中也可以进行各种数字运算，例如计算阶乘。
n = 5
factorial = 1
while n > 0:
factorial *= n
n -= 1
print("Factorial:", factorial)
上述代码计算5的阶乘。factorial 初始值为1，每次循环将当前 n 值乘到 factorial 中，并将 n 减1，直到 n 等于0时，循环结束。
三、嵌套循环
1. 基本使用
嵌套循环 是指一个循环体内再包含另一个循环。嵌套循环常用于处理多维数据结构。
for i in range(3):
for j in range(3):
print(f"i={i}, j={j}")
上述代码将输出所有组合的 i 和 j 值，i 和 j 的取值范围都是0到2。
2. 数字运算
嵌套循环在数字运算中也有广泛应用，例如计算矩阵的乘积。
# 2x2 矩阵乘法
A = [[1, 2], [3, 4]]
B = [[5, 6], [7, 8]]
result = [[0, 0], [0, 0]]
for i in range(len(A)):
for j in range(len(B[0])):
for k in range(len(B)):
result[i][j] += A[i][k] * B[k][j]
print("Resultant Matrix:")
for r in result:
print(r)
上述代码计算两个2×2矩阵的乘积。result 初始值为全零矩阵，通过嵌套循环计算矩阵乘积。
四、实际应用
1. 计算平方和
一个常见的应用是计算一系列数字的平方和。
n = 10
square_sum = sum(i2 for i in range(1, n+1))
print("Sum of squares:", square_sum)
上述代码计算从1到10的数字的平方和，使用列表生成式简化代码。
2. 统计素数
统计一定范围内的素数个数。
def is_prime(num):
if num < 2:
return False
for i in range(2, int(num0.5)+1):
if num % i == 0:
return False
return True
count = 0
for i in range(2, 101):
if is_prime(i):
count += 1
print("Number of primes between 2 and 100:", count)
上述代码定义了一个判断素数的函数，并通过for循环统计2到100之间的素数个数。
五、项目管理中的应用
在项目管理中，循环结构同样有其重要应用。例如，在研发项目管理系统PingCode或通用项目管理软件Worktile中，可能需要对任务进行批量处理或对数据进行统计分析。
1. 批量处理任务
在项目管理中，批量处理任务是一个常见需求。可以使用循环结构实现对任务的批量更新、批量分配等操作。
tasks = [{'id': 1, 'status': 'open'}, {'id': 2, 'status': 'open'}, {'id': 3, 'status': 'closed'}]
for task in tasks:
if task['status'] == 'open':
task['status'] = 'in progress'
print("Updated tasks:", tasks)
上述代码将所有状态为open的任务更新为in progress。
2. 数据统计分析
在项目管理中，对项目进展数据进行统计分析也是一个重要环节。例如，可以统计各个项目的完成率。
projects = [{'name': 'Project A', 'tasks': [{'status': 'completed'}, {'status': 'completed'}, {'status': 'in progress'}]},
{'name': 'Project B', 'tasks': [{'status': 'completed'}, {'status': 'completed'}, {'status': 'completed'}]}]
for project in projects:
total_tasks = len(project['tasks'])
completed_tasks = sum(1 for task in project['tasks'] if task['status'] == 'completed')
completion_rate = (completed_tasks / total_tasks) * 100
print(f"{project['name']} completion rate: {completion_rate:.2f}%")
上述代码计算每个项目的完成率，并输出结果。
通过上述详细介绍，可以看出for循环 和 while循环 在Python中具有广泛应用，不仅可以进行基本的数字运算，还能在更复杂的场景中发挥作用。在实际应用中，如项目管理系统PingCode和Worktile中，循环结构更是必不可少的工具。
相关问答FAQs：
1. 如何在Python中循环执行数字运算？
在Python中，可以使用循环语句（如for循环或while循环）来重复执行数字运算。首先，您需要定义一个循环变量来追踪循环的次数或条件。然后，您可以在循环体中执行所需的数字运算操作。通过适当地更新循环变量，您可以控制循环的终止条件或次数。这样，您就可以循环执行数字运算操作。
2. 如何使用for循环在Python中循环执行数字运算？
在Python中，您可以使用for循环来迭代一个数字范围，并在每次迭代中执行数字运算。您可以使用range()函数来生成一个指定范围的数字序列，然后在for循环中使用这个序列进行迭代。在每次迭代中，您可以执行所需的数字运算操作。
3. 如何使用while循环在Python中循环执行数字运算？
在Python中，您可以使用while循环来根据特定条件重复执行数字运算。首先，您需要定义一个循环条件，它将决定循环是否继续执行。在循环体中，您可以执行所需的数字运算操作。每次迭代后，您需要更新循环条件，以便控制循环的终止。这样，您就可以通过while循环来循环执行数字运算。
原创文章，作者：Edit2，如若转载，请注明出处：https://docs.pingcode.com/baike/763048
