Python教程 - 4 语句

4.1 分支结构

判断在生活中无处不在，例如我们登录某个系统，需要判断密码是否正确，正确才能登录，否则登录失败。

在代码中如何实现上面的逻辑呢？

1 if-else 语句

在 Python 中通过 if else 来进行条件的判断，格式如下：

if 条件:
    条件成立，要做的事情
else:
    条件不成立，要做的事情

也可以不需要 else：

if 条件:
    条件成立，要做的事情

if 后面的条件需要 bool 类型的结果，也就是 True 或 False ，例如：

num = 5
if num % 2 == 0:
    print(f"{num} 是偶数")
else:
    print(f"{num} 是奇数")

print("我在 if-else 之外")

执行结果：

5 是奇数
我在 if-else 之外

Python和其他语言不同，是通过缩进判断代码块的归属关系。

if 下面的语句需要缩进4个空格，表示在 if 的条件内，同样 else 也是。而最后的 print("我在 if-else 之外") 在 if 和 else 之外。

注意，if 和 else 之后的冒号 : 不要漏掉。

一般情况下，我们通过 关系运算 和 逻辑运算 得到 bool 结果。

2 if-elif-else 语句

if-else 只能进行是和否的判断。

if-elif-else 可以进行多条件判断。

语法格式：

if 条件1:
    满足条件1做的事
elif 条件2:
    满足条件2做的事
elif 条件3:
    满足条件3做的事
else:
    所有条件都不满足做的事

elif 可以有多个，最后的 else 可以省略。

当满足一个条件后，其他的条件就不会再判断了，如果所有条件都不满足，会执行 else。

下面通过练习来举个栗子：

通过在键盘输入成绩，经过判断，打印出输入的成绩是优秀、良好、中等、及格还是不及格。

score = input("请输入成绩：")
# 将输入的数据转换整数
score = int(score)

if score < 0 or score > 100:
    print("请输入正确的成绩")
elif score >= 90:
    print("优秀")
elif score >= 80:
    print("良好")
elif score >= 70:
    print("中等")
elif score >= 60:
    print("及格")
else:
    print("不及格")

3 三目运算符

假设现在有两个数字，我们希望获得其中较大的一个，那么可以使用 if else 语句，例如：

if a > b:
    max = a;
else:
    max = b;

在 C 或 Java 中我们可以使用三目运算符这样写：

max = a > b ? a : b;

上面的意思是：先判断 a > b，如果成立，就返回a，不成立就返回b。

Python 没有引入 ? : 这个新的运算符，而是使用已有的 if else 关键字来实现相同的功能。

使用 if else 实现三目运算符（条件运算符）的格式如下：

exp1 if contion else exp2

condition 是判断条件，exp1 和 exp2 是两个表达式。如果 condition 成立（结果为真），就执行 exp1，并把 exp1 的结果作为整个表达式的结果；如果 condition 不成立（结果为假），就执行 exp2，并把 exp2 的结果作为整个表达式的结果。

所以上面获取两个数字中的较大一个，用Python的写法如下：

max = a if a > b else b

4 判断条件的扩展

在上面 if 或 elif 的条件是 bool 值，但是我们也可以直接使用数字或字符串等进行判断。

举个栗子：

if 1:
    print("1为真")

if 0:
    print("0为真")

if 0.0:
    print("0.0为真")

if -1:
    print("-1为真")

if "":
    print("空字符串为真")

if " ":
    print("空格为真")

if None:
    print("None为真")

打印结果：

1为真
-1为真
空格为真

所以可以看到，0为假，非0的数字都为真；空字符串为假，非空字符串都为真；None为假。

5 判断语句的嵌套

判断的逻辑是可以嵌套的，例如买票的时候，如果是成年，购买全票，如果是未成年，需要判断身高，身高大于120，小于150需要买半票，小于120免票。

那么代码如下：

# 通过键盘输入是否是成年人
isAdult = input("您是否是成年人Y/N：");
if isAdult == 'Y':
    print("成年人，购买全票")
else:
    # 通过键盘输入升高
    height = input("请输入身高：")
    height = int(height)

    if height < 120:
        print("未成年，免票")
    elif 120 <= height <= 150:
        print("未成年，购买半票")
    else:
        print("未成年，身高超限，购买全票")

上面的代码，在 else 中再次进行了判断，当然在 if 和 elif 中也是可以进行嵌套的，还在嵌套中再进行嵌套。

4.2 循环语句

循环在日常生活中也很常见，例如我们要重复做某件事，就需要用到循环，循环不停的做某件事。

举个栗子，每天向小红送一条玫瑰花，坚持送100天，这个应该怎么实现呢？

1 while 循环

可以使用While进行循环操作。

while循环的语法：

while 条件:
    满足条件要做的事情

代码执行到while，会判断是否满足条件，如果满足，就会进入while循环，执行满足条件要做的事情，执行完成，会重新判断while后面的条件，如果满足会继续循环，如果不满足就不在进入循环。

回到一开始的提问：每天向小红送一条玫瑰花，坚持送100天，这个应该怎么实现呢？

i = 1
while i <= 100:
    print(f"第{i}天，送你一朵玫瑰花")
    i += 1

首先我们定义了一个变量 i ，用来记录当前是第几天。

我们一开始定义了 i 为 1，指定到while循环时，先判断 i 是否小于等于100，如果小于等于100，则进入到循环，打印语句，然后将 i 加1，然后再执行while后面的条件判断，判断 i <= 100，这样一直循环执行，当 i = 101时，刚好已经执行了100次，且不再满足 i < =100，此时终止循环。

注意，一定要对 i 进行累加，如果 i 不进行累加，永远会满足 i <= 100，那么循环将永远不会结束，变成死循环。

执行结果：

第1天，送你一朵玫瑰花
第2天，送你一朵玫瑰花
……
第99天，送你一朵玫瑰花
第100天，送你一朵玫瑰花

我们在计数的时候，i 也可以从0开始，例如：

i = 0
while i < 100:
    print(f"第{i + 1}天，送你一朵玫瑰花")
    i += 1

判断的条件的设定是很灵活的，根据实际需求来就可以了，不是一成不变的。

练习：计算从1累加到100的和

sum = 0;											# 定义一个变量，存储累加的和
i = 1													# 定义一个变量，标识累加到几了，从1开始累加

while i <= 100:								
    sum += i									# 将和累加
    i += 1										# 将i加1，继续累加

print(f"1~100的和为：{sum}")	 # 打印最终的结果

执行结果：

1~100的和为：5050

2 for 循环

除了while循环语句，还可以使用for语句进行循环处理。

但是for循环和while循环有一些区别：

• while循环的条件是自定义的，自行控制循环条件，并可以进行无限循环。

• for循环更注重对数据集合的逐个处理，也就是对数据集合的遍历。

for 循环语法

for 临时变量 in 数据集合:
  依次取出数据集合中的内容进行处理

举个栗子：

字符串也是一个一个字符的集合，那么可以使用for循环依次取出字符串中的字符：

content = "Hello"					
for item in content:			# 对字符串content的内容进行遍历
    print(item)

item是一个临时变量，名称是随意的，每一次循环表示取出的数据集合中的一个元素。

打印结果：

H
e
l
l
o

可以看到for循环无法定义循环条件，只能被动取出数组结合的内容。

一般很少遍历字符串，for循环还可以遍历列表、元组、字典等数据集合，在后续的章节再讲解。

range 语句

能否让for循环循环指定的次数呢？

只需要让for循环中的数据集合包含指定个数的元素即可。例如想要循环5次，只需要造一个数据集合为5个元素就可以了，这样遍历该数据集合，for循环就会执行5次。

range函数的作用就是用于生成一个整数集合。

range函数接收3个参数，如下：

range(开始值, 结束值, 步长)
range(开始值, 结束值)					# 步长可以省略，默认为1
range(结束值)								# 开始值也可以省略，默认为1

生成的集合，包含开始值，不包含结束值。

举个栗子：

data = range(4, 10, 2)		# 生成一个整数集合，从4开始生产，步长为2，就是每次递增2，不包含10
for item in data:					# 循环遍历打印数据集合
    print(item)

打印结果：

4
6
8

所以如果我们想让一个循环执行5次，可以如下这样写：

for item in range(5):			# 数据集合的内容[0, 1, 2, 3, 4]
    # 执行的代码

变量作用域

看一下下面的代码：

for item in range(5):
    item *= 2

print(item)

item 为临时变量，它的作用域只限定在for循环内部。

但是实际上上面的代码是可以访问到的，但是在编程规范栅格是不允许的，不建议这么做。

3 循环嵌套

循环是可以相互嵌套的，while和for循环中可以再次嵌套while和for循环。

例如每天给小红送10多玫瑰花，坚持100天。

day = 1;  																				# 记录第几天
while day <= 100:  																# 外层循环用于循环天数
    roseCount = 1

    while roseCount <= 10:  											# 内层循环用于循环花的朵数
        print(f"第{day}天，第{roseCount}朵玫瑰花")
        roseCount += 1  													# 朵数+1

    day += 1																			# 天数+1

注意空格的缩进和代码的层次关系。

同样使用for循环也可以实现：

for day in range(1, 101):  																# 外层循环用于循环天数
    for roseCount in range(1, 11):  											# 内层循环用于循环花的朵数
        print(f"第{day}天，第{roseCount}朵玫瑰花") 		

4 中断循环

我们在前面终止循环，主要是靠不满足条件时自动跳出。这样的话，必须每一次的循环都执行完成，到达条件判断的时候才能跳出。

但是有时候，我们不得不提前退出循环，或者终止当前的循环继续后面的循环，这个时候就需要break和continue关键字了。

break 语句

break 关键字用于直接结束当前所在的 while 或 for 循环。

举个栗子：

如果一个循环，想在执行第三次的时候跳出：

i = 0
while i < 10:
    if i == 3:
        break;
    print(f"i={i}")
    i += 1

else:
    print("没有执行break")

执行结果：

i=0
i=1
i=2

可以看到 i = 3 时，跳出了循环。

后面的else中的语句也没有打印啊，后面的break只会在没有执行break的时候执行，如果执行了break，就不会执行else。

break只会跳出其所在的循环。

for i in range(1, 10):
    for j in range(1, 10):
        if j == 3:
            break

        print(f"i={i}, j={j}")

上面的代码，break只能跳出内部的那一个循环。

continue 语句

continue的作用是中断本次循环，直接进入下一次循环，适用在while和for循环中。

举个栗子：

循环5次，在第三次的时候跳过，继续后面的执行：

for i in range(0, 5):
    if i == 3:
        continue;

    print(f"i={i}")

执行结果：

i=0
i=1
i=2
i=4

死循环

在使用while循环的时候，一定要注意判断条件，否则容易编程死循环。

例如，直接设置循环条件为True：

while True:
    print("死循环")

或者，忘记更新判断条件中的变量值，也会变成死循环：

i = 0
while i < 10:
    print("死循环")

死循环不一定是不对的，有时候我们还需要死循环帮我们做一些事情，要根据实际需求来。

5 练习

随机生成一个1-100的整数，然后在键盘输入数字来猜，猜不对，调试大了还是小了，猜对了，跳出循环。

在这里我们需要生成一个随机数，需要用到一个包，所以需要引入生成随机数的包，使用 import random 来引入，然后使用 randint 函数来生成一个 1~100 的整数。

import random

# 先创建一个随机数
goal = random.randint(1, 100)

while True:
    value = input("请猜随机数的大小:")
    value = int(value)

    if value == goal:
        print("猜对了!!!")
        break
    elif value < goal:
        print("猜小了!")
    else:
        print("猜大了!")