教程建议 35 分钟学习等级 1/8

PYTHON LESSON 006

猜数字大作战

掌握 while 循环与 break,做出猜一次就反馈一次的互动游戏。

00 · 学习目标

这一课要解决什么?

先想一想不知道要循环多少次时,程序该怎么停下来?
完成任务猜数字游戏裁判
学习顺序定义 → 语法 → 最小实例 → 独立练习

学完后,你应该能够

  • while 条件: 条件成立就重复
  • break 立刻跳出循环
  • 计数器变量记录次数

01 · 核心概念

while 循环与 break

while 语句在每轮开始前求值条件;条件为 True 时执行循环体,为 False 时结束。一个可靠的 while 循环必须能说明初始状态、继续条件和使程序趋向结束的状态变化。

本课术语条件循环循环条件状态更新终止break
考级对应GESP Python 1 级 · 循环结构GESP Python 1 级 · 分支结构
学习边界

本课不使用列表模拟作为一级必备知识;重点是条件、状态变化和终止性。

02 · 语法与规则

先记住这 3 条,再开始写程序

01while 条件: 条件成立就重复

先准确读出这条写法的结构与作用。

02break 立刻跳出循环

换一组最小数据,手工推演一次结果。

03计数器变量记录次数

再用边界值或反例确认它的适用条件。

03 · 完整实例

代码、运行结果和解释放在一起看

while-loops.pyPYTHON 3.12
# 猜数字大作战:程序当裁判
secret = 42                  # 心里想的数字

count = 0
while True:
    guess = int(input())
    count = count + 1
    if guess > secret:
        print("第", count, "次猜", guess, ":太大了!")
    elif guess < secret:
        print("第", count, "次猜", guess, ":太小了!")
    else:
        print("第", count, "次猜", guess, ":猜对了!")
        break

print("游戏结束,一共猜了", count, "次")
运行结果OUTPUT
第 1 次猜 50 :太大了!
第 2 次猜 30 :太小了!
第 3 次猜 40 :太小了!
第 4 次猜 42 :猜对了!
游戏结束,一共猜了 4 次

假设输入依次为 50、30、40、42;程序每轮直接用 input() 读取一次猜测,不借用尚未系统学习的列表。

在新标签运行和修改这个实例已装入本课代码 · 可自定义输入 · 可提交判题

04 · 逐步理解

每一步只解决一个问题

  1. 01

    不知道什么时候停的循环

    for 循环适合“知道重复几次”的场景;猜数字不知道几次能中,适合 while:只要条件成立就一直重复。while True 表示“永远重复”,由 break 负责喊停。

    PYTHON
    while True:
        # 重复做猜与判
  2. 02

    每轮读取一次真实输入

    input() 写在循环体里,程序每轮都会停下来等待一次猜测。用 int() 把输入文字转换成整数,再交给分支比较。

    PYTHON
    guess = int(input())
  3. 03

    每猜一次就反馈

    读入这一次的猜测后,用 if / elif / else 给出“太大 / 太小 / 猜对”三种反馈。分支嵌在循环里,程序就能每一轮都做一次判断。

    PYTHON
    if guess > secret:
        print("太大了!")
  4. 04

    计数器记录次数

    count 从 0 开始,每猜一次加 1。count = count + 1 读作“把 count 的新值设为旧值加 1”,是编程里最常见的计数写法。

    PYTHON
    count = count + 1
  5. 05

    break 及时喊停

    猜对之后如果不 break,while True 会永远循环下去(死循环)。break 像紧急出口,一执行就立刻跳出整个循环,继续运行循环后面的代码。

    PYTHON
    else:
        print("猜对了!")
        break
  6. 06

    小心死循环

    把 break 删掉再运行,程序会停不住——这是每个程序员都踩过的坑。检查 while 程序时先问自己:循环里的条件有机会变成不成立吗?break 写了吗?

  7. 07

    给循环加上限

    完整游戏不能只靠“迟早会猜中”。可以把条件改成 count < 7,并在循环后判断是否猜中,保证程序即使一直猜错也会终止。

    PYTHON
    while count < 7:
        # 读取、比较、更新

05 · 练习与检验

自己写出来,才算真正学会

本课实作步骤
  1. 1依次输入 50、30、40、42,观察每轮反馈
  2. 2把 secret 改成别的数再运行
  3. 3用 count < 7 增加最多猜 7 次的限制
  4. 4说明循环在什么条件下结束
打开本课编程实验室编辑、运行、测试、判题都在一个页面完成

06 · 完整知识

继续理解定义、规则和适用边界

第一次学习先完成上面的六个步骤;需要查定义、核对规则、分析误区或理解“为什么”时,再展开对应知识章。

Python 基础条件、循环与程序流程准确理解 if、for、while、range、break、continue 和循环嵌套,而不是背代码模板。

正式定义

控制流决定下一条要执行的语句。分支依据布尔条件选择路径;循环在满足规则时重复执行代码块。Python 用冒号和缩进界定代码块。

必须掌握

  • if/elif/else 从上到下判断,只执行第一个为真的分支;else 不写条件。
  • for 依次取得可迭代对象中的元素;range(start, stop, step) 包含 start、不包含 stop,step 不能为 0。
  • while 在每轮开始前检查条件;循环体必须让状态向终止条件推进。
  • break 结束最内层循环,continue 跳过本轮剩余语句,循环的 else 仅在没有被 break 终止时执行。
  • 嵌套循环的总执行次数通常需要把各层次数相乘;内层 break 不会结束外层循环。
  • 边界测试至少覆盖空范围、单个元素、第一项命中、最后一项命中和始终不命中。

常见误区

  • range 的右端点多算或少算一次
  • while 忘记更新状态造成死循环
  • 把两个互斥条件写成两个独立 if
  • 误以为 break 会跳出所有嵌套循环

适用边界

  • 流程图是算法的表示方法,不是 Python 语法。
  • 递归也能表达重复,但有调用开销和递归深度限制,不能无条件代替循环。
打开本章完整示例与独立阅读页 →
Python 基础程序执行、输入输出、变量与数据类型从一条语句怎样执行开始,系统掌握 print、input、变量、对象、类型与显式转换。

正式定义

Python 程序由语句和表达式组成,通常按从上到下的顺序执行。变量名通过赋值绑定到对象;对象有类型和值。input() 始终返回 str,是否转换成 int 或 float 必须由题意决定。

必须掌握

  • print(*objects, sep=' ', end='\n') 可以控制对象之间的分隔符和末尾字符。
  • input(prompt) 读取一行并去掉行末换行符,返回值一定是字符串。
  • 赋值符号 = 建立或更新名字与对象的绑定;== 才是相等比较。
  • 核心标量类型包括 int、float、bool、str 和 NoneType;bool 是 int 的子类,但语义上应当用于真假判断。
  • int、float、str、bool 可做显式类型转换;转换可能失败,不能把任意文本直接当数字。
  • 注释以 # 开始;规范的变量名应表达含义,不能使用关键字。

常见误区

  • 把 input() 的结果直接与整数相加
  • 混淆 = 与 ==
  • 用 float 表示必须精确的十进制金额却不考虑误差
  • 变量名覆盖 print、list 等内置名称

适用边界

  • 课程先讲同步的文本输入输出;文件、网络、图形界面和异步输入分别在对应章节说明。
  • Python 的变量没有固定类型,但对象有类型;这不等于程序可以随意混用类型。
打开本章完整示例与独立阅读页 →
Python 基础运算符、表达式与优先级完整区分算术、比较、逻辑、成员、身份和位运算,并用优先级表消除歧义。

正式定义

表达式求值得到一个值。运算符规定如何组合操作数;当一个表达式含多个运算符时,优先级和结合方向决定求值顺序,括号可以明确改变顺序。

必须掌握

  • / 总是得到浮点结果;// 是向负无穷方向取整的整除;% 与 // 满足 a == (a // b) * b + a % b。
  • 比较可以链式书写,如 0 <= x < 10;and/or 会短路并返回最后求值的操作数,不一定返回 bool。
  • == 比较值是否相等,is 比较是否为同一个对象;判断 None 应写 is None。
  • in/not in 做成员测试;对 dict 测试的是键。
  • 位运算作用于整数的二进制位;负整数按无限长二进制补码语义理解。
  • 复杂表达式即使能靠优先级正确运行,也应使用括号表达意图。

常见误区

  • 把 // 当成简单截断
  • 用 is 比较数字或字符串的值
  • 忘记 and 的优先级高于 or
  • 连续位移、比较和逻辑运算却不加括号

适用边界

  • 浮点数比较受二进制表示误差影响,需要按问题选择容差。
  • 运算符可由自定义类重载,因此相同符号对不同类型可能有不同语义。
打开本章完整示例与独立阅读页 →
工程能力异常、文件、测试与调试读懂报错、缩小问题、设计测试,并安全地打开、读取和关闭文本文件。

正式定义

异常是在运行期间表示错误或特殊情况的对象。调试是用可复现输入和证据定位实际行为与预期行为差异的过程;文件对象连接程序与持久化字节数据。

必须掌握

  • 先读 traceback 最后一行的异常类型与消息,再从最靠近自己代码的栈帧向上追踪。
  • try 只包可能失败的最小代码;except 捕获具体异常;else 处理成功路径;finally 做必需清理。
  • raise 主动报告不满足的前置条件;assert 用于开发期内部假设,不用于校验不可信用户输入。
  • with open(...) as file 会在退出代码块时可靠关闭文件。文本模式必须明确编码,本站统一推荐 encoding='utf-8'。
  • 测试至少包含正常值、边界值、空数据、极端值和反例;每个测试只应有明确目的。
  • 定位错误时一次只改一个假设,保留能稳定复现问题的最小输入。

常见误区

  • 使用 except: 吞掉所有错误
  • 只测题目样例就认为程序正确
  • 文本文件不写 encoding
  • 修复报错表象却不验证根因

适用边界

  • 在线判题的学生代码由独立 Worker 执行;文件系统、网络和资源权限必须受平台限制。
  • 二进制文件、JSON/CSV 和数据库各有专门格式与错误处理方式,不能按普通文本随意拆分。
打开本章完整示例与独立阅读页 →

完成检查

确认自己会解释、会编写、会验证