第2章 2.3 while 循环与死循环

🎯 为什么要学这个？

你有没有遇到过这种情况——

「我要一直刷到这个视频点赞超过 1000！」

或者

「密码输入错误？没关系，我等下再试，反正无限次机会！」

这些场景，用编程语言来描述，就是「满足某个条件之前，一直重复做某件事」。

上一章我们学了 match-case，它让我们能像查字典一样快速匹配不同的模式。但它解决的是「一次性判断」的问题——

如果我想让程序一直干一件事，直到用户喊停呢？

比如：
- 做一个计时器，每秒更新一次，直到用户按 Ctrl+C
- 写一个密码验证器，输入错误就继续问，直到输入对为止
- 做一个行情监控器，每隔 5 秒刷新价格，直到用户退出

这种「满足条件就一直干」的场景，match-case 搞不定，普通的 if 也搞不定。

今天学的 while 循环，就是专门解决这个问题的。

学完本文，你将能独立写出：
- 自动重试的请求工具
- 带倒计时的互动程序
- 简单的游戏主循环

🧱 基础：while 循环是什么？

2.3.1 先看一个生活类比

想象你站在电梯门前，电梯门上写着：

「门保持关闭状态，直到有人按上楼按钮」

你盯着门，发现：
- 初始状态：门是关着的
- 判断条件：有人按按钮了吗？
- 如果没按：继续等着（循环体）
- 如果按了：门打开（退出循环）

这就是 while 循环的逻辑：

门是关着的
while 没人按按钮:
继续等着
门打开了

2.3.2 Python 语法就这么简单

# 初始化条件
count = 0

# 条件为 True 时，一直执行循环体
while count < 3:
print(f"第 {count + 1} 次：还在循环里...")
count = count + 1  # 别忘了改变条件，否则变成死循环

print("循环结束了！")

运行结果：

第 1 次：还在循环里...
第 2 次：还在循环里...
第 3 次：还在循环里...
循环结束了！

解释：
- count = 0：设置一个计数器，记录循环次数
- while count < 3:：如果 count 小于 3，就进入循环
- count = count + 1：每次循环结束，把计数器加 1

注意！ 如果你忘记写 count = count + 1，程序会永远停在循环里——这就是传说中的死循环。

2.3.3 计数器：循环的「进度条」

计数器就是循环的脚步——告诉程序「你跑了多远了，还剩多少」。

# 倒计时发射火箭
countdown = 5

while countdown > 0:
print(f"🚀 倒计时：{countdown} 秒")
countdown = countdown - 1

print("🔥 发射！")

运行结果：

🚀 倒计时：5 秒
🚀 倒计时：4 秒
🚀 倒计时：3 秒
🚀 倒计时：2 秒
🚀 倒计时：1 秒
🔥 发射！

2.3.4 break：提前退出循环

有时候我们不想等条件自己变假，而是想主动喊停。

# 猜数字游戏
secret_number = 7
guess = 0

while guess != secret_number:
guess = int(input("猜一个 1-10 的数字："))
if guess == secret_number:
    print("🎉 恭喜猜对了！")
    break  # 猜对了就退出循环
else:
    print(f"不对，继续猜！")

print("游戏结束")

运行示例：

猜一个 1-10 的数字：3
不对，继续猜！
猜一个 1-10 的数字：7
🎉 恭喜猜对了！
游戏结束

解释：
- break：立即跳出循环，不再执行后面的代码
- 相当于循环里的「紧急出口」

2.3.5 continue：跳过本次循环

有时候遇到某种情况，我们想跳过这一次，直接进入下一次。

# 打印 1-10，但跳过所有偶数
num = 0

while num < 10:
num = num + 1
if num % 2 == 0:  # 如果是偶数
    continue      # 跳过本次循环，直接下一次
print(num)        # 只打印奇数

运行结果：

解释：
- continue：跳过循环体剩下的代码，直接进入下一次判断
- num % 2 == 0：判断是否为偶数（% 是取余数的意思）

2.3.6 while-else：循环正常结束才执行的代码

Python 的 while 循环还有个独特语法——else 块。

# 模拟用户登录
attempts = 3
password = "python123"

while attempts > 0:
guess = input("请输入密码：")
if guess == password:
    print("✅ 登录成功！")
    break
attempts = attempts - 1
print(f"❌ 密码错误，还剩 {attempts} 次机会")
else:
# 只有循环正常结束（没有被 break）才会执行这里
print("🚫 次数用完，账户已锁定")

运行示例：

请输入密码：123456
❌ 密码错误，还剩 2 次机会
请输入密码：python123
✅ 登录成功！

或者：

请输入密码：123456
❌ 密码错误，还剩 2 次机会
请输入密码：wrong
❌ 密码错误，还剩 1 次机会
请输入密码：again
🚫 次数用完，账户已锁定

解释：
- 如果循环被 break 退出，else 不执行
- 如果循环是自然条件变假而退出，else 执行

2.3.7 死循环：最常见的坑

死循环就是条件永远为 True，程序永远不会自己停下来。

# ❌ 错误示例：忘记改变条件
count = 0
while count < 3:
print("我会永远打印下去...")  # count 永远是 0，永远不会 >= 3

正确写法：

# ✅ 正确示例：记得更新计数器
count = 0
while count < 3:
print(f"这是第 {count + 1} 次")
count = count + 1  # 每次循环都让 count 变大

print("循环正常结束")

什么时候可以用死循环？

有些场景确实需要死循环，比如服务器主循环：

# 服务器主循环：一直运行，直到被强制终止
while True:
connection = accept_connection()
handle_request(connection)

说白了：while True 就是「不管怎样都继续」，通常配合 break 使用。

🔥 实战：3 个递进项目

项目 1：自动刷新行情的小工具（5 分钟）

场景：你想监控一个价格，价格低于某个值就提醒你，否则每 5 秒刷新一次。

import time

# 模拟行情数据（实际可以用真实 API）
prices = [100, 98, 95, 97, 94, 93, 92, 90]
target_price = 91
index = 0

print(f"📊 监控价格：当前目标 ${target_price}")
print("按 Ctrl+C 可退出监控\n")

while True:
current_price = prices[index % len(prices)]  # 循环使用列表
index = index + 1

print(f"[{index}] 当前价格：${current_price}", end="")

if current_price <= target_price:
    print(" ✅ 价格到了！买入！")
    break
else:
    print(f" ❌ 还没到，继续监控...")

time.sleep(1)  # 暂停 1 秒（实际可能是 5 秒）

预期输出：

📊 监控价格：当前目标 $91
按 Ctrl+C 可退出监控

[1] 当前价格：$100 ❌ 还没到，继续监控...
[2] 当前价格：$98 ❌ 还没到，继续监控...
[3] 当前价格：$95 ❌ 还没到，继续监控...
[4] 当前价格：$97 ❌ 还没到，继续监控...
[5] 当前价格：$94 ❌ 还没到，继续监控...
[6] 当前价格：$93 ❌ 还没到，继续监控...
[7] 当前价格：$92 ❌ 还没到，继续监控...
[8] 当前价格：$90 ✅ 价格到了！买入！

解释：用 while True 做主循环，配合 break 在条件满足时退出，用 time.sleep 控制刷新频率。

项目 2：CSV 数据清洗脚本（15 分钟）

场景：你有一份 CSV 文件，里面有用户的订单数据，但有些行是无效的（比如金额为负数或用户名为空），你需要过滤掉这些无效数据。

假设 orders.csv 内容：

username,amount,status
小明,150,completed
小红,0,pending
张三,200,completed
,100,completed
李四,-50,completed
王五,180,pending

# 读取 CSV 文件并清洗数据
with open('orders.csv', 'r', encoding='utf-8') as f:
lines = f.readlines()

# 跳过表头，从第二行开始处理
valid_count = 0
invalid_count = 0
invalid_reasons = []

index = 0
while index < len(lines):
line = lines[index].strip()

# 跳过空行
if not line:
    index = index + 1
    continue

# 跳过表头
if index == 0:
    index = index + 1
    continue

# 解析数据
parts = line.split(',')
username = parts[0].strip()
amount = parts[1].strip()
status = parts[2].strip()

# 验证数据
is_valid = True
reason = ""

if not username:  # 用户名为空
    is_valid = False
    reason = "用户名为空"

try:
    amount_num = float(amount)
    if amount_num <= 0:  # 金额必须大于 0
        is_valid = False
        reason = f"金额 {amount} 不合理"
except ValueError:
    is_valid = False
    reason = f"金额 {amount} 不是数字"

# 输出结果
if is_valid:
    valid_count = valid_count + 1
    print(f"✅ 有效订单：{username} - ${amount} - {status}")
else:
    invalid_count = invalid_count + 1
    invalid_reasons.append(reason)
    print(f"❌ 无效数据（第 {index + 1} 行）：{reason}")

index = index + 1

# 统计报告
print("\n" + "=" * 40)
print(f"📊 数据清洗完成")
print(f"✅ 有效订单：{valid_count} 条")
print(f"❌ 无效数据：{invalid_count} 条")

预期输出：

✅ 有效订单：小明 - $150 - completed
❌ 无效数据（第 2 行）：金额 0 不合理
✅ 有效订单：张三 - $200 - completed
❌ 无效数据（第 4 行）：用户名为空
❌ 无效数据（第 5 行）：金额 -50 不合理
✅ 有效订单：王五 - $180 - pending

========================================
📊 数据清洗完成
✅ 有效订单：3 条
❌ 无效数据：3 条

解释：用 while 循环逐行处理 CSV 文件，配合 if 条件判断数据是否有效，统计有效和无效的数量。

项目 3：待办事项管理器（15 分钟）

场景：做一个命令行的待办事项管理工具，用户可以：
1. 添加待办事项
2. 查看所有待办
3. 标记完成
4. 删除待办
5. 退出程序

# 待办事项管理器
todos = []

print("📝 欢迎使用待办事项管理器")
print("=" * 30)

while True:
print("\n请选择操作：")
print("1. 添加待办")
print("2. 查看待办列表")
print("3. 标记完成")
print("4. 删除待办")
print("5. 退出程序")

choice = input("\n请输入选项（1-5）：").strip()

if choice == "1":
    # 添加待办
    task = input("请输入待办事项：").strip()
    if task:
        todos.append({"task": task, "done": False})
        print(f"✅ 已添加：「{task}」")
    else:
        print("❌ 待办事项不能为空")

elif choice == "2":
    # 查看列表
    if not todos:
        print("📭 暂无待办事项")
    else:
        print(f"\n📋 待办列表（共 {len(todos)} 项）：")
        index = 1
        while index <= len(todos):
            item = todos[index - 1]
            status = "✅" if item["done"] else "⬜"
            done_mark = " [已完成]" if item["done"] else ""
            print(f"  {index}. {status} {item['task']}{done_mark}")
            index = index + 1

elif choice == "3":
    # 标记完成
    if not todos:
        print("📭 暂无待办事项")
    else:
        try:
            num = int(input("请输入要完成的序号："))
            if 1 <= num <= len(todos):
                todos[num - 1]["done"] = True
                print(f"✅ 已标记完成：「{todos[num - 1]['task']}」")
            else:
                print("❌ 序号超出范围")
        except ValueError:
            print("❌ 请输入数字")

elif choice == "4":
    # 删除待办
    if not todos:
        print("📭 暂无待办事项")
    else:
        try:
            num = int(input("请输入要删除的序号："))
            if 1 <= num <= len(todos):
                removed = todos.pop(num - 1)
                print(f"🗑️ 已删除：「{removed['task']}」")
            else:
                print("❌ 序号超出范围")
        except ValueError:
            print("❌ 请输入数字")

elif choice == "5":
    # 退出
    print("\n👋 感谢使用，待办事项管理器已退出！")
    if todos:
        remaining = sum(1 for t in todos if not t["done"])
        print(f"📊 你还有 {remaining} 项待办未完成")
    break

else:
    print("❌ 无效选项，请输入 1-5")

print("\n程序结束")

预期输出（部分演示）：

📝 欢迎使用待办事项管理器
===============================

请选择操作：
1. 添加待办
2. 查看待办列表
3. 标记完成
4. 删除待办
5. 退出程序

请输入选项（1-5）：1
请输入待办事项：买牛奶
✅ 已添加：「买牛奶」
请输入选项（1-5）：1
请输入待办事项：写周报
✅ 已添加：「写周报」
请输入选项（1-5）：2

📋 待办列表（共 2 项）：
1. ⬜ 买牛奶
2. ⬜ 写周报
请输入选项（1-5）：3
请输入要完成的序号：1
✅ 已标记完成：「买牛奶」
请输入选项（1-5）：2

📋 待办列表（共 2 项）：
1. ✅ 买牛奶 [已完成]
2. ⬜ 写周报
请输入选项（1-5）：5

👋 感谢使用，待办事项管理器已退出！
📊 你还有 1 项待办未完成

程序结束

解释：用 while True 做主循环，配合 if-elif-else 处理不同选项，用 break 退出程序。

💪 进阶：常见坑 + 性能小贴士

坑 1：忘记更新计数器，变成死循环

# ❌ 错误：count 永远是 0
count = 0
while count < 3:
print("永远打印")
# 程序卡住

# ✅ 正确：每次循环更新计数器
count = 0
while count < 3:
print(f"第 {count + 1} 次")
count = count + 1

坑 2：while 条件写错，导致多执行一次或少执行一次

# ❌ 错误：会打印 0-4，而不是 0-3
count = 0
while count <= 3:
print(count)
count = count + 1
# 输出：0, 1, 2, 3, 4

# ✅ 正确：严格小于才进入循环
count = 0
while count < 3:
print(count)
count = count + 1
# 输出：0, 1, 2

坑 3：break 和 continue 混用时搞不清逻辑

# 打印 1-10，跳过 5，但打印到 6 就停
num = 0
while num < 10:
num = num + 1
if num == 5:
    continue  # 跳过 5，直接下一次
if num == 7:
    break     # 遇到 7 就退出
print(num)
# 输出：1, 2, 3, 4, 6

坑 4：在 while 循环里修改列表时出错

# ❌ 错误：边遍历边删除，可能漏掉元素
fruits = ["苹果", "香蕉", "樱桃", "香蕉", "葡萄"]
i = 0
while i < len(fruits):
if fruits[i] == "香蕉":
    fruits.pop(i)  # 删除后列表变短，但 i 没变
else:
    i = i + 1
# 可能出问题

# ✅ 正确：创建新列表
fruits = ["苹果", "香蕉", "樱桃", "香蕉", "葡萄"]
fruits = [f for f in fruits if f != "香蕉"]
# 或者：
while "香蕉" in fruits:
fruits.remove("香蕉")

坑 5：while-else 的 else 容易被忽略

# 找第一个大于 5 的数，找到就 break
numbers = [1, 3, 4, 2, 6, 8]
index = 0
while index < len(numbers):
if numbers[index] > 5:
    print(f"找到了：{numbers[index]}")
    found = True
    break
index = index + 1
else:
# 如果循环正常结束（没被 break），才会执行这里
found = False
print("没找到大于 5 的数")

print(f"最终结果：found = {found}")

性能小贴士：减少循环内的函数调用

# ❌ 低效：每次循环都调用 len()
items = list(range(100))
i = 0
while i < len(items):  # 每次都要计算 len()
print(items[i])
i = i + 1

# ✅ 高效：先把长度存起来
items = list(range(100))
length = len(items)  # 只计算一次
i = 0
while i < length:
print(items[i])
i = i + 1

调试技巧：用 print 追踪变量值

# 在关键位置打印变量值，帮助理解循环执行过程
count = 0
while count < 3:
print(f"[DEBUG] count = {count}, 条件 = {count < 3}")
count = count + 1
print(f"[DEBUG] 执行后 count = {count}")

print(f"[DEBUG] 循环结束，count = {count}")

输出：

[DEBUG] count = 0, 条件 = True
[DEBUG] 执行后 count = 1
[DEBUG] count = 1, 条件 = True
[DEBUG] 执行后 count = 2
[DEBUG] count = 2, 条件 = True
[DEBUG] 执行后 count = 3
[DEBUG] 循环结束，count = 3

✏️ 练习题

练习 1（1 分钟）：抄改计数器

# 把下面的循环改成倒序输出 5 到 1
count = 1
while count <= 5:
print(count)
count = count + 1

输入：直接运行
预期输出：5 4 3 2 1（每行一个）
提示：改 while 条件和 count 的更新方式

练习 2（2 分钟）：加 if 判断

在练习 1 的基础上，只打印奇数。

输入：直接运行
预期输出：5 3 1（每行一个）
提示：用 % 取余判断奇偶，不符合就 continue

练习 3（3 分钟）：处理新数据

用项目 2 的方法，创建一个 students.csv，包含 name,score,grade 三列，处理逻辑：只保留 score >= 60 的学生，并在最后统计通过率。

输入：创建 CSV 文件并运行代码
预期输出：显示通过的学生列表和通过率百分比
提示：把项目 2 的 amount 改成 score，判断条件改成 >= 60

练习 4（3 分钟）：串接项目 2 和项目 3

把项目 2 的「数据清洗」结果，用项目 3 的「待办列表」方式展示：清洗出哪些有效订单，把它们加入待办清单。

输入：沿用 orders.csv 数据
预期输出：把有效订单作为待办事项显示
提示：把清洗后的 valid_count 条数据转换成待办列表格式

练习 5（3 分钟）：分析死循环

下面代码会卡住，说明原因并修复：

num = 10
while num > 0:
print(num)
num = num + 1  # 这里写错了

输入：运行代码
预期输出：程序会一直打印 > 10 的数字，不会停止
提示：num + 1 应该是 num - 1

作业：做一个「数字猜谜游戏」

需求描述：
做一个猜数字游戏，程序随机生成 1-100 的整数，玩家有 5 次猜测机会，每次提示「太大了」或「太小了」，猜对或用完次数游戏结束。

功能点：
1. 程序随机生成答案
2. 玩家输入猜测，系统反馈
3. 显示剩余次数
4. 游戏结束时显示结果（猜对/猜错）

加分项：
1. 记录猜测历史（每次猜了什么）
2. 猜错后提示距离答案还差多少

验收标准：
- 能跑起来
- 输入 1-100 的数字有正确反馈
- 5 次用完自动退出
- 代码有注释

提交方式： 评论区贴代码或 GitHub 链接

📚 总结

本文学了 3 个核心点：
1. while 循环的语法：初始化 → 条件判断 → 循环体 → 更新计数器
2. break 提前退出、continue 跳过本次、else 正常结束才执行
3. 死循环的成因：忘记更新计数器或条件永远为 True

延伸学习资源：
- 官方文档：while 语句 — 权威语法说明
- 书籍：《Python编程：从入门到实践》第 9 章 — 循环的更多例子
- 视频：B 站「小甲鱼 Python 教程」第 38 讲 — 生动讲解 while 循环

你在什么时候用过 while 循环？

我先说一个我的——以前写爬虫的时候，用 while True 配合 break 做「自动重试」：请求失败就继续请求，直到成功或者重试次数用完。

你在 XX 场景用过这个吗？评论区聊聊，老粉优先回复！

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第2章 2.3 while 循环与死循环

第2章 2.3 while 循环与死循环

🎯 为什么要学这个？

🧱 基础：while 循环是什么？

2.3.1 先看一个生活类比

2.3.2 Python 语法就这么简单

2.3.3 计数器：循环的「进度条」

2.3.4 break：提前退出循环

2.3.5 continue：跳过本次循环

2.3.6 while-else：循环正常结束才执行的代码

2.3.7 死循环：最常见的坑

🔥 实战：3 个递进项目

项目 1：自动刷新行情的小工具（5 分钟）

项目 2：CSV 数据清洗脚本（15 分钟）

项目 3：待办事项管理器（15 分钟）

💪 进阶：常见坑 + 性能小贴士

坑 1：忘记更新计数器，变成死循环

坑 2：while 条件写错，导致多执行一次或少执行一次

坑 3：break 和 continue 混用时搞不清逻辑

坑 4：在 while 循环里修改列表时出错

坑 5：while-else 的 else 容易被忽略

性能小贴士：减少循环内的函数调用

调试技巧：用 print 追踪变量值

✏️ 练习题

练习 1（1 分钟）：抄改计数器

练习 2（2 分钟）：加 if 判断

练习 3（3 分钟）：处理新数据

练习 4（3 分钟）：串接项目 2 和项目 3

练习 5（3 分钟）：分析死循环

作业：做一个「数字猜谜游戏」

📚 总结

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排行榜展示

第10章 10.1 实时聊天系统（WebSocket）

第1章 1.3 字符串与 f-string 格式化

第10章 10.3 终极项目：仿 V2EX 论坛 API

第3章 3.3 作用域与闭包

第10章 10.5 终极实战：CLI 工具开发

第2章 2.3 while 循环与死循环

第2章 2.3 while 循环与死循环

🎯 为什么要学这个？

🧱 基础：while 循环是什么？

2.3.1 先看一个生活类比

2.3.2 Python 语法就这么简单

2.3.3 计数器：循环的「进度条」

2.3.4 break：提前退出循环

2.3.5 continue：跳过本次循环

2.3.6 while-else：循环正常结束才执行的代码

2.3.7 死循环：最常见的坑

🔥 实战：3 个递进项目

项目 1：自动刷新行情的小工具（5 分钟）

项目 2：CSV 数据清洗脚本（15 分钟）

项目 3：待办事项管理器（15 分钟）

💪 进阶：常见坑 + 性能小贴士

坑 1：忘记更新计数器，变成死循环

坑 2：while 条件写错，导致多执行一次或少执行一次

坑 3：break 和 continue 混用时搞不清逻辑

坑 4：在 while 循环里修改列表时出错

坑 5：while-else 的 else 容易被忽略

性能小贴士：减少循环内的函数调用

调试技巧：用 print 追踪变量值

✏️ 练习题

练习 1（1 分钟）：抄改计数器

练习 2（2 分钟）：加 if 判断

练习 3（3 分钟）：处理新数据

练习 4（3 分钟）：串接项目 2 和项目 3

练习 5（3 分钟）：分析死循环

作业：做一个「数字猜谜游戏」

📚 总结

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