Python 使用循环打印正方形（完整教程）

Python 使用循环打印正方形的入门实践

在编程学习中，图形打印练习是锻炼逻辑思维能力的经典课题。今天我们要探讨的是 Python 使用循环打印正方形这一基础任务，通过不同维度的代码示例，帮助初学者掌握循环结构的核心思想，同时为中级开发者提供优化思路。

从单层循环到嵌套结构

理解基本原理

正方形的打印本质是二维空间的字符排列。我们需要将单行输出与多行输出进行组合，这恰好需要两个层级的循环协作。外层循环控制行数，内层循环处理每行的字符数量。

单层循环的局限

for i in range(5):
    print('*' * 5)

这段代码通过字符串乘法快速生成 5 行 5 个星号的正方形。虽然实现简单，但扩展性较差。当我们需要打印不同字符或添加条件判断时，这种写法就显得不够灵活了。

掌握嵌套循环结构

核心代码解析

size = 5
for row in range(size):
    line = ''
    for col in range(size):
        line += '*'
    print(line)

代码注释：

定义 size 变量控制正方形大小
外层循环遍历行数（0 到 size-1）
内层循环逐个字符拼接成完整行
每行拼接完成后统一打印

循环嵌套的执行逻辑

外层循环每执行一次，内层循环就会完整运行 size 次。可以想象成工厂流水线：每个工人（外层循环）完成一个产品（一行），需要组装多个零件（字符）才能完成产品。

动态输入与参数控制

交互式输入方案

size = int(input('请输入正方形边长：'))
char = input('请输入填充字符：')

for row in range(size):
    line = ''
    for col in range(size):
        line += char
    print(line)

代码注释：

使用 int() 转换字符串输入
允许自定义填充字符
变量命名更符合语义
保留了核心的循环结构

参数控制的扩展可能

我们可以添加更多参数实现：

填充字符类型（*、#、字母等）
边框与填充区分
不同边长的正方形这些扩展让代码从简单的图形打印进化为可配置的工具。

不同风格的实现方案

空心正方形实现

size = 5
for row in range(size):
    line = ''
    for col in range(size):
        if row == 0 or row == size-1 or col == 0 or col == size-1:
            line += '*'
        else:
            line += ' '
    print(line)

代码注释：

判断当前坐标是否处于四边
边界位置使用星号，内部使用空格
通过条件语句控制字符类型
保留了基础的循环框架

金字塔变形挑战

虽然主题是正方形，但通过调整内层循环的起始值，可以实现：

for row in range(5):
    line = ''
    for col in range(row, row+5):
        line += str(col % 10)
    print(line)

这个案例展示了循环变量的灵活运用，数字替换字符的技巧能帮助理解循环变量的实际含义。

性能优化技巧

避免重复计算

size = 5
line_template = '*' * size  # 提前生成行模板

for row in range(size):
    print(line_template)

代码注释：

提前计算重复使用的字符串
减少内层循环的计算次数
保持代码简洁性的同时提升效率
适用于固定字符的场景

使用列表推导式

size = 5
[print('*' * size) for _ in range(size)]

虽然一行代码实现，但需要注意：

可读性下降
不适合需要复杂条件的场景
作为进阶技巧展示

常见错误与调试方法

错误1：行数与列数不一致

for row in range(4):
    line = ''
    for col in range(5):
        line += '*'
    print(line)

调试建议：

检查 range 参数是否统一
使用 print(row, col) 跟踪变量变化
对比预期与实际输出差异
考虑用断言验证行数列数

错误2：字符拼接顺序错误

for col in range(5):
    line = ''
    for row in range(5):
        line += '*'
    print(line)

调试技巧：

画出坐标轴示意图
打印中间变量观察流向
使用调试器单步执行
添加日志输出关键节点

实际应用场景延伸

生成验证码图案

通过随机字符生成正方形验证码：

import random
import string

size = 4
chars = string.ascii_letters + string.digits
for row in range(size):
    line = ''.join(random.choices(chars, k=size))
    print(line)

构建基础游戏界面

早期文字游戏常用这种结构生成界面：

size = 10
maze = [['#' if col in (0, size-1) or row in (0, size-1) else '.' for col in range(size)] for row in range(size)]

for row in maze:
    print(''.join(row))

数据可视化基础

虽然功能简单，但可以作为理解二维数据处理的起点：

for row in range(3):
    print(' '.join(str(row+1) for _ in range(3)))

拓展思维训练

对角线填充挑战

size = 5
for row in range(size):
    line = ''
    for col in range(size):
        if row == col or row + col == size - 1:
            line += 'X'
        else:
            line += '*'
    print(line)

渐变填充实现

size = 5
for row in range(size):
    print(''.join(str((row + col) % 10) for col in range(size)))

这些变体案例展示了循环结构的灵活应用，通过调整条件判断和字符生成逻辑，可以创造更多有趣的图形效果。

结语

通过本文的实践，我们从基础到进阶完整梳理了 Python 使用循环打印正方形的多种实现方式。从最简单的字符串乘法到复杂的条件判断，每个阶段都体现了循环结构的核心思想。建议读者通过修改参数、添加新条件等方式进行拓展练习，逐步培养代码调试和图形生成的能力。掌握这些基础后，可以尝试更复杂的图形如菱形、箭头等，这些都是提升编程思维的重要训练。