在編程中，循環結構是處理重復任務的核心工具。Python提供了多種循環結構，如for循環和while循環，它們可以幫助我們高效地處理數據、自動化任務以及簡化代碼邏輯。今天，我們將從基礎到高級，逐步探索Python中的循環結構，并通過實際代碼示例來加深理解。

1. 基礎循環：for循環

for循環是Python中最常用的循環結構之一。它通常用于遍歷序列（如列表、元組、字符串等）中的每個元素。

# 示例1：遍歷列表  
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]  
for fruit in fruits:  
    print(fruit)  

輸出結果：

apple  
banana  
cherry  

代碼解釋：

• fruits是一個包含三個元素的列表。
• for fruit in fruits: 表示遍歷fruits列表中的每個元素，并將當前元素賦值給變量fruit。
• print(fruit) 打印當前元素。

2. 使用range()函數

range()函數常用于生成一系列數字，通常與for循環結合使用。

# 示例2：使用range()生成數字序列  
for i in range(5):  
    print(i)  

輸出結果：

0  
1  
2  
3  
4  

代碼解釋：

• range(5)生成一個從0到4的數字序列。
• for i in range(5): 遍歷這個序列，并將當前數字賦值給變量i。
• print(i) 打印當前數字。

3. while循環

while循環在條件為True時重復執行代碼塊，直到條件變為False。

# 示例3：使用while循環  
count = 0  
while count < 5:  
    print(count)  
    count += 1  

輸出結果：

0  
1  
2  
3  
4  

代碼解釋：

• count初始值為0。
• while count < 5: 表示只要count小于5，就繼續執行循環。
• print(count) 打印當前count的值。
• count += 1 每次循環后將count加1。

4. 循環控制：break和continue

break用于立即退出循環，而continue用于跳過當前迭代，繼續下一次循環。

# 示例4：使用break和continue  
for i in range(10):  
    if i == 3:  
        continue  # 跳過3  
    if i == 7:  
        break  # 退出循環  
    print(i)  

輸出結果：

0  
1  
2  
4  
5  
6  

代碼解釋：

• if i == 3: 當i等于3時，continue跳過當前迭代，不執行print(i)。
• if i == 7: 當i等于7時，break退出循環。

5. 嵌套循環

嵌套循環是指在一個循環內部包含另一個循環。這在處理多維數據時非常有用。

# 示例5：嵌套循環  
for i in range(3):  
    for j in range(2):  
        print(f"i={i}, j={j}")  

輸出結果：

i=0, j=0  
i=0, j=1  
i=1, j=0  
i=1, j=1  
i=2, j=0  
i=2, j=1  

代碼解釋：

• 外層循環for i in range(3): 遍歷0到2。
• 內層循環for j in range(2): 遍歷0到1。
• print(f"i={i}, j={j}") 打印當前i和j的值。

6. 列表推導式

列表推導式是一種簡潔的創建列表的方式，通常結合for循環使用。

# 示例6：列表推導式  
squares = [x**2 for x in range(5)]  
print(squares)  

輸出結果：

[0, 1, 4, 9, 16]  

代碼解釋：

[x**2 for x in range(5)] 生成一個列表，其中每個元素是x的平方，x從0到4。

7. 實戰案例：模擬購物車結算

假設我們有一個購物車，里面包含多個商品及其價格。我們需要計算總價，并找出價格最高的商品。

# 實戰案例：購物車結算  
cart = [  
    {"name": "apple", "price": 1.2},  
    {"name": "banana", "price": 0.8},  
    {"name": "cherry", "price": 2.5},  
    {"name": "orange", "price": 1.5}  
]  

total_price = 0  
max_price_item = None  

for item in cart:  
    total_price += item["price"]  
    if max_price_item is None or item["price"] > max_price_item["price"]:  
        max_price_item = item  

print(f"總價: {total_price}")  
print(f"最貴的商品: {max_price_item['name']}, 價格: {max_price_item['price']}")  

輸出結果：

總價: 6.0  
最貴的商品: cherry, 價格: 2.5  

代碼解釋：

• cart是一個包含多個字典的列表，每個字典表示一個商品及其價格。
• total_price用于累加所有商品的價格。
• max_price_item用于記錄當前價格最高的商品。
• for item in cart: 遍歷購物車中的每個商品。
• total_price += item["price"] 累加商品價格。
• if max_price_item is None or item["price"] > max_price_item["price"]: 更新最貴商品。
• 最后打印總價和最貴商品的信息。

總結

本文詳細介紹了Python中的循環結構，包括for循環、while循環、循環控制語句（break和continue）、嵌套循環以及列表推導式。通過多個代碼示例，我們展示了這些概念的實際應用。最后，我們通過一個購物車結算的實戰案例，綜合運用了這些知識，展示了循環結構在實際編程中的強大功能。