简明Python3教程 8.控制流

简介

迄今为止我们见到的所有程序总是含有一连串语句并且python忠实的顺序执行它们。

那么如何改变它们的执行顺序呢？例如你希望程序根据不同情况作出不同反应，按照当前时间分别

打印出’Good Morning’或’Good Evening’?

也许你已经猜到了，这需要使用控制流程语句，python拥有3种此类语句，分别为if，for和while。

if语句

if语句用来检查一个条件，如果条件为真则执行一个语句块(被称作if块)，否则执行另一个语句块(被称作else块)。

其中else分支是可选的。

范例：

#!/usr/bin/python

# Filename: if.py

number = 23

guess = int(input('Enter an integer : '))

if guess == number:

    print('Congratulations, you guessed it.') # 新块开始处

    print('(but you do not win any prizes!)') # 新块结束处

elif guess < number:

    print('No, it is a little higher than that') # 另一个块

    # 你可以在一个块里做任何你想做的。。。

else:

    print('No, it is a little lower than that')

    # 只有guess > number 才会执行到此处

print('Done')

# if语句执行完毕后，最后这条语句永远会被执行

输出:

    $ python if.py

    Enter an integer : 50

    No, it is a little lower than that

    Done

   

    $ python if.py

    Enter an integer : 22

    No, it is a little higher than that

    Done

   

    $ python if.py

    Enter an integer : 23

    Congratulations, you guessed it.

    (but you do not win any prizes!)

    Done

程序流程：

本程序将用户猜测的数对比被猜的数(注: 23)。

我们可以将被猜数定为任何整数。然后利用input()函数得到用户猜测的数。

函数只是可复用的程序片段，下章我们会学到更多关于函数的知识。

我们为内建input函数提供一个字符串，函数会将它打印到屏幕，一但我们输入了什么并按下回车，

input就会将输入当作一个字符串返回，之后利用int我们将其转换为一个整数并存入变量guess中。

实际上int是一个类，现在你只需知道它能将一个字符串转换为整数(假设字符串包含一个合法的文本

形式的整数)。

接下来我们比较用户猜测的数与被猜的数，如果它们相等我们就打印一个成功信息。注意我们

使用缩进告诉python语句分别属于哪些块，这就是为什么缩进对于python非常重要。

我也希望你能做到前文提到的”缩进一致性”规则，你可以吗?

同时也要注意到if语句的结尾包含一个分号 – 它指示python分号其后将跟随一个语句块。

紧接着我们检查猜测的数是否小于被猜数，如果是，则告诉用户猜测的数大了一些。

这里我们使用的是elif分支，事实上它把两个相关的if else-if else语句组合成一个if-elif-else语句。

这样做不仅使得程序更加简洁也降低了缩进数量。

同样，elif和else语句必须在逻辑行的结尾写上冒号，其后是与之对应的语句块(当然还要有相应的缩进)

最后你也可以在if语句中插入另一个if-block块，这叫做嵌套的if语句。

上面说过elif和else是可选的。一个最简单合法的if语句如下：

if True:

    print('Yes, it is true')

当python执行完if语句及其相关的elif和else分支，控制权会转移到包含此if语句的语句块的下一条语句。

本例中，这个块是主块，程序从此块开始执行，下一个条语句为print(‘Done’)。

随后python看到程序的结尾并简单的结束运行。

尽管程序非常简单，我也指出了这个简单程序中你所有应该注意的地方。

这一切十分易懂(有C/C++背景更是如此)，但在最初你还是要引起注意，等到用熟以后就会感到自然，顺手了。

C/C++程序员请注意

python没有switch语句，你可以使用if…elif…else语句达到同样的目的(有时用字典代替会更加快捷)。

while语句

只要条件为真，while语句允许你不断的重复执行语句块。

while语句是所谓循环语句的一个例子，它还可以拥有一个可选的else分支。

范例：

#!/usr/bin/python

# Filename: while.py

number = 23

running = True

while running:

    guess = int(input('Enter an integer : '))

    if guess == number:

        print('Congratulations, you guessed it.')

        running = False # this causes the while loop to stop

    elif guess < number:

        print('No, it is a little higher than that.')

    else:

        print('No, it is a little lower than that.')

else:

    print('The while loop is over.')

    # Do anything else you want to do here

print('Done')

输出：

    $ python while.py

    Enter an integer : 50

    No, it is a little lower than that.

    Enter an integer : 22

    No, it is a little higher than that.

    Enter an integer : 23

    Congratulations, you guessed it.

    The while loop is over.

Done

工作流程：

本例中我们继续玩猜数字游戏，不过更先进的是用户可以不断的猜直到猜对为止 – 如此就不会象

上一个范例那样用户每猜一次都运行一遍程序了。这正好可以恰当的示范while语句的使用。

我们将input和if语句移进while循环内，并在循环开始前将变量running设为True。

最初我们检查变量running是否为True并进入while块执行之。while块执行完毕后继续检查条件，即running是否为真。

如果是则再次执行while块，否则可选的else块将被执行。完毕后再执行下一条语句。

只有while语句的条件为False时else才会被执行 – 就算条件第一次被检查时也是如此。

因此除非使用break跳出循环，否则while循环的else分支肯定会被执行。

True和False被称为Boolean类型，你可以分别把它们看作是值1和0。

(注：只是”看作”而已，不要认为它们完全等于0和1)

写给C/C++程序员

记住，while循环可以拥有else分支

for循环

for…in是另一种循环语句，用来遍历序列对象，也就是说遍历序列中的每个元素。

至于序列对象，你现在只要记住序列只是元素的集合就可以了。

范例：

#!/usr/bin/python

# Filename: for.py

for i in range(1, 5):

    print(i)

else:

    print('The for loop is over')

输出：

    $ python for.py

    1

    2

    3

    4

The for loop is over

执行流程：

在这个程序中，我们打印了一个数字序列。而这个序列由内建range函数产生。

根据我们提供的两个数字，range返回一个开始于第一个数字而结束于第二个数的序列，例如

range(1, 5)产生序列[1, 2, 3, 4]。默认的range步长为1。如果我们传给它第三个数字，则相当于设置步长。

例如range(1, 5, 2)产生[1, 3]。记住range函数止步于我们提供的第2个数字，即不包含第2个数。

然后for循环对其进行迭代 – for i in range(1, 5)等价于for I in [1, 2, 3, 4]就象将序列中的每个数

字(或对象)一次一个的赋给i，而每次赋值都会执行一遍for语句块。本例中我们仅仅打印i的值。

记住，else部分同样是可选的，除非使用break语句跳出循环否则它总是在循环结束时执行一次。

还应记住，for…in可以工作于任何序列，这里我们使用的是内建函数range产生的数字列表，

但我们也可以使用任何种类的对象组成的任何种类的序列！后面的章节会有具体解释。

C/C++/Java/C#请注意

python的for循环完全不同于C/C++的for循环。

C#程序员应该已经注意到它类似于C#中的foreach循环。

而Java程序员也应该注意到了Java1.5的for(int i : IntArray)与之很相似。

如果你想实现C/C++中的for(int i = 0; i< 5; i++)，python中只需编写 for i in range(0, 5)。

如你所见，python的for循环更简单，更富于表达力也更不容易出错。

break语句

break语句用于跳出循环，即停止循环语句的执行，即使循环条件还没有变为False或者序列的遍历尚未完成。

一个需要特别注意的地方是如果你使用break跳出for或while循环，那么相关的else块不会被执行。

范例

#!/usr/bin/python

# Filename: break.py

while True:

    s = (input('Enter something : '))

    if s == 'quit':

        break

    print('Length of the string is', len(s))

print('Done')

输出：

    $ python break.py

    Enter something : Programming is fun

    Length of the string is 18

    Enter something : When the work is done

Length of the string is 21

Enter something : if you wanna make your work also fun:

Length of the string is 37

Enter something :       use Python!

Length of the string is 12

Enter something : quit

Done

工作流程：

这个程序不断的取得用户输入，并打印每次输入的长度。通过一个特殊条件判断用户

输入是否等于’quit’，如果是则使用break跳出循环，随后来到程序尾则程序终止。

而输入字符串的长度可以通过内建函数len得到。

记住for循环同样可以使用break语句。

Swaroop Poetic Python

我在范例中输入的是一首自赋的小诗，它的名字叫Swaroop's Poetic Python：

Programming is fun

When the work is done

if you wanna make your work also fun:

use Python!

(注: Swaroop是本文作者，不翻译了，各位用个人独有的悠悠情愫”淫”起来吧，啊。。。。啊。。。。)

continue语句

语句continue告诉python跳过当前循环语句块的剩余部分执行下次迭代。

范例：

#!/usr/bin/python

# Filename: continue.py

while True:

    s = input('Enter something : ')

    if s == 'quit':

        break

    if len(s) < 3:

        print('Too small')

        continue

    print('Input is of sufficient length')

    # Do other kinds of processing here...

输出：

    $ python test.py

    Enter something : a

    Too small

    Enter something : 12

Too small

Enter something : abc

Input is of sufficient length

Enter something : quit

工作流程：

本例接收用户输入，只有当输入至少为3个字符长时才会进行处理。

因此我们使用内建len函数取得输入长度，当小于3时利用continue语句跳过程序的余下部分。

否则程序的余下部分会被执行，在这里可以进行我们希望做的任何种类的处理。

注意，continue语句同样能够配合for循环使用。

小结

我们已经知道如何使用python中的3个控制流语句了 - if, while, for及其相关的break, continue语句。

它们是python中常用的部分，因此有必要熟练掌握。

接下来，我们会看到如何创建和使用函数