Python基础之控制流

介绍一些Python的基本的东西，你会发现，Python真的很简单。我也尽可能说得简单一些，因为我理解的也很简单。

在到目前为止我们所见到的程序中，总是有一系列的语句，Python忠实地按照它们的顺序执行它们。如果你想要改变语句流的执行顺序，该怎么办呢？例如，你想要让程序做一些决定，根据不同的情况做不同的事情，例如根据时间打印“早上好”或者“晚上好”。

你可能已经猜到了，这是通过控制流语句实现的。在Python中有三种控制流语句——if、for和while。

今天先来说说Python的控制流。

if语句

最简单的流控制语句是 if语句。if语句在一个布尔表达式计算为 True时执行一个程序语句块。if语句支持一个可选的 else子句，指示当布尔表达式计算为 False时应该处理的程序语句块。

if语句的基本语法

if(expression one):

# Action to take if expression one evaluates True

else:

# Action to take if all expression one evaluates False

如果您使用过其他编程语言，那么该语法看起来可能既熟悉又陌生。相似之处在于 if语句的一般格式、名称、用于确定如何分支语句执行流的表达式的计算，以及用于处理当表达式计算为 False时的情况的 else子句。但是有两个方面是完全特定于 Python的：带有冒号字符的 if和else语句的终止，以及 if和 else块中语句的缩进。正如所提到的，这两个特征是 Python中流控制语句所必需的。

下面的例子是一个简单的 if/else条件测试一个给定的数字是奇数还是偶数，并打印出结果。

一个简单的 if语句例子

>>>i=8

>>>if(i%2):

...print"Odd Number guangzhoushenbo.com"

...else:

...print"Even Number"

...

Even Number

一个似乎有些混乱的地方是 if语句后面每一行前面的三个点（...）。当键入 if语句和终止的冒号，并按键盘上的回车键时，Python解释器就知道您输入了一个复合语句。因此，它就将提示符从三个大于符号（>>>）改为三个点（...）。因为 Python需要缩进以错开当表达式计算为 True或 False时应该执行的语句块，所以两个 print语句都缩进了 4个空格。

if语句（以及本文后面讨论的 elif子句和 while循环）中的表达式可以很复杂。它可以包括多个使用 Python中支持的不同关系运算符的子表达式。而子表达式又可使用 and、or和 not 逻辑运算符组合起来。本系列的第一篇文章“探索 Python（1）: Python的内置数值类型”，包含更多关于布尔表达式和 Python中不同关系和逻辑运算符的信息。

至此，已经看到了 if语句可以如何用于根据一个特定布尔表达式的值，来执行两个程序语句块中的其中一个。然而在有些情况下，可能需要更多的选择。幸运的是，Python提供了 if语句的一个简单扩展。提供的解决方案非常简单：给 else子句添加一个额外的 if语句。结果是一个else if语句，简写为 elif，如下所示。

使用 elif语句

>>>i=-8

>>>if(i>0):

...print"Positive Integer"

...elif(i<0):

...print"Negative Integer"

...else:

...print"Zero"

...

Negative Integer

本例只包含一个 elif语句，而实际中可根据程序需要包含任意多个。尽管它不是最优的解决方案，但是多个 elif语句可以用于模拟其他一些语言中的 switch case语句。

while循环

Python中的第二种流控制语句是 while循环，它在一个表达式计算为 True时执行一个程序语句块。while循环与 if语句一样，支持一个可选的 else子句，其中包含一个当表达式计算为 False时执行的程序语句块。但是对于 while循环，这意味着在循环终止后，else子句中的代码被执行一次（参见清单 7中的伪代码）。

清单 7. while循环的伪代码

while(expression):

# statements to execute while loop expression is True

else:

# statements to execute when loop expression is False

理解了 if语句之后，while循环理解起来就相当简单了。但是一定要知道，循环一直要执行到表达式计算为 False。这意味着循环体中执行的程序语句必须要改变表达式的值，否则循环将无法结束。如下所示。

while循环的一个简单例子

>>>i=0;x=10

>>>while(x>0):

...i+=1;x-=1

...else:

...printi,x

...

100

该例演示了几件事情。首先，它在一行中组合了变量初始化和变量修改：在本例中是 i和 x变量。其次，分别使用缩写形式的运算符 +=和 -=来递增 i的值和递减 x的值。在本例中，循环开始时 x的值为 10。每通过一次循环，x的值就递减 1。最后，x的值为 0，此时循环退出，并执行 else子句中的代码，打印出两个变量的值。

while循环（与本文后面介绍的 for循环一样）支持三种附加语句：

• continue

• break

• pass

continue和 break语句分别用于在 while循环中继续下一次循环或中断循环。这两个语句通常放在 if语句体中，以便由一个特殊的条件触发 continue或 break操作。break语句的一个特殊特性是，它完全中断循环，并跳转到循环下面的任一个 else子句。

pass语句什么都不做。它用作一个占位符，即在需要一个语句，但是程序逻辑不需要操作时使用。下面的例子中中演示了这三种语句。

使用 continue、break和 pass语句

>>>i=1

>>>while(i<1000):

...i*=5

...if(i%25):

...continue

...ifnot(i%125):

...break

...ifnot(i%1000):

...pass

...else:

...printi

...

>>>printi

125

这个虚构的例子一直循环到变量 i大于或等于 1,000。在循环中，将 i乘以 5，然后测试 i是否被 25整除。记住，您只在表达式为 True时执行 if语句体。该表达式在当变量 i不能被 25整除时计算为 True。（在 Python表达式中，非零数被计算为布尔值 True。）

循环体中的下一个语句是第二个 if语句，它测试变量 i是否能被 125整除，但是该表达式前面加了一个 not运算符。因此，当变量 i的值能被 125整除时执行第二个 if语句体。此时，break语句导致程序执行中断 while循环，跳转到 else子句。

最后一个 if语句永远不会执行，只是用于演示如何在程序中编写 pass语句。在后续文章中，将会介绍 pass语句更相关的一些情况。

通过跟踪程序的逻辑流可以看到，第一次通过循环后，变量 i的值变为 5。第一个 if语句计算为 True，因为 5不能被 25整除。这就会第二次进入 while循环，这次变量 i变成了 25。现在第一个 if语句计算为 False，因为 25能被 25整除。第二个和第三个 if语句也计算为False，意味着第三次进入循环。这次变量 i变成了 125，并且第一个 if语句计算为 False。

但是第二个 if语句计算为 True，因为变量 i能被 125整除（并且 not运算符将结果 0转换成布尔值 True）。这导致执行 break语句，中断循环。else子句永远不被执行，所以直到显式使用 print语句之前不会输出任何东西。

for循环

Python中的 for循环很特殊，与 Python编程语言中内置的容器数据类型紧密相关。当您在现实生活中有一个容器对象（比如书包）时，您通常想要看它所包含的东西。在编写 Python程序时也是这样的。当需要对某件事情做一定的次数时（就像针对容器中的每一项一样），可使用for循环。下例中的伪代码格式演示了 for循环。

for循环的伪代码

foritem incontainer:

# action to repeat for each item in the container

else:

# action to take once we have finished the loop.

由于 Python容器类型的丰富特性，for循环非常强大。本质上，for循环涉及到一个迭代器（iterator），用于在集合中逐项移动。本系列的下一篇文章将更加详细地介绍 for循环，以及如何正确地将它与不同容器类型一起使用。

小结

本文介绍了三种 Python程序语句：if语句、while循环和 for循环。这三种语句通过选择执行哪些语句，或者通过多次执行一组语句，让您可以改变程序流。在实际编程中将大量用到这些语句。复合语句的特性引入了 Python程序中的适当缩进特性，这使得 Python程序易于读和理解。