Python基础教程之控制结构详解

目录
  • 0. 学习目标
  • 1. 代码块与缩进
  • 2. 条件语句
    • 2.1 if 语句
    • 2.2 if 语句的嵌套
    • 2.3 断言
  • 3. 循环
    • 3.1 while 循环
    • 3.2 for 循环
    • 3.3 中断循环
  • 4. 控制语句综合嵌套
  • 5. 列表解析式
  • 注意:
  • 总结

0. 学习目标

Python 是简洁、易学、面向对象的编程语言。它不仅拥有强大的原生数据类型,也提供了简单易用的控制语句。在《Python基础教程》的系列博文中,我们已经介绍了 Python 中的内置原生数据类型,并且也了解了程序如何利用输入、输出语句与用户进行交互。本节的主要目标是介绍 Python 的控制语句,为接下来的学习奠定基础,本文会完整的介绍学习数据结构和算法所需的 Python 基础知识及基本思想,并给出相应的实战示例及解释。

  • 理解并掌握 Python 条件语句与循环语句
  • 掌握 Python 条件语句与循环语句的复杂嵌套以及列表解析式

1. 代码块与缩进

代码块是一组语句,Python 中用于定义代码块的语法对于所有控制结构来说是相同的,可用于满足条件时执行代码( if 语句),也可用于代码多次执行(循环)等。代码块是通过缩进代码(可以使用空格或制表符)来创建的。在Python中,使用冒号 (:) 指出接下来是一个代码块,在同一个代码块中,各行代码的缩进量(一般每级缩进 4 个空格)必须相同:

if condition is True:
    print('this is a block')
    print('another line of this block')
print('escaped the previous block')

在指定函数体和类体时,代码块的原则同样适用。

2. 条件语句

以上示例语句都是逐条执行的,但实际应用中让程序选择执行特定的语句块是必备的。这时布尔类型就派上用场了。

用作布尔表达式时,标准值 False 和 None、数值 0、空序列(如空字符串、空元组和空字典等)都被视为假,而其他值均被视为真。这意味着任何 Python 值都可解释为真值,但 True 和 False 为标准真值。在 C 语言中,标准真值为 0 (表示假)和 1 (表示真)。实际上,True 和 False 是 0 和 1 的别名,其作用是完全相同的:

>>> bool('')
False
>>> bool([0])
True
>>> bool('Hello world')
True
>>> True == 1
True
>>> True + 2
3

程序运行时,Python 会在需要时自动将任意值转换为布尔值,而无需显式地进行转换:

# test_bool.py
string_test = 'Hello world'
if string_test:
    print('Automatic conversion ')

以上脚本执行结果如下,表明 Python 执行了自动转换:

Automatic conversion

需要注意的是,虽然值转换为真值后可能相等,例如 bool({}) == bool([]) == False,但本身它们并不相等,即 {} != []

>>> bool({}) == bool([])
True
>>> {} == []
False

2.1 if 语句

条件语句(也称 if 语句)能够有条件地执行代码,如果条件( if 和冒号之间的表达式)为真,就执行后续代码块;如果条件为假,就不执行:

if flag == True:
    flag = False
print(flag)

上示 if 语句也称单路分支结构,如果 flag 为 True,则将其变为 False,再打印 flag 值。还有另一种条件结构称为二元分支(也称 if...else 语句):

answer = input('Please enter your answer: ')
if answer == 'A':
    print('Right!')
else:
    print('Error!')

在上述例子中,Python 会检查用户输入答案,如果输入为 A,则打印 “Right!”,否则,会执行else 分支打印 “Error!”。

要检查多个条件,可使用 elif,elif 是 else if 的缩写,可以将其理解为包含条件的 else 子句:

num = int(input('Please enter a number: '))
if num > 0:
    print('The number is positive')
elif num < 0:
    print('The number is negative')
else:
    print('The number is zero')

需要注意的是,在使用 elif 时,最后的 else 是必需的,它用来在所有分支条件都不满足的情况下提供默认分支。

上述三种条件结构可以用以下流程图表示:

综上,我们可以总结出 Python 中,条件语句的最一般形式:

if first_condition:
    first_block
elif second_condition:
    second_block
elif third_condition:
    third_block
else:
    fourth_block

每个条件都是一个布尔表达式,每个代码块包含一个或多个满足条件时要执行的语句。如果第一个条件为真,则执行第一个代码块,而不会评估其他条件。如果第一个条件失败,则继续判断第二个条件,以此类推。if 语句可以包括任意数量的 elif 子句 (也可以为 0 个),最后一个 else 子句是可选的。

2.2 if 语句的嵌套

条件结构支持嵌套,即在 if 语句中调用任意数量的 if 语句:

if alcohol < 20:
    print('Does not constitute drinking behavior!')
else:
    if alcohol > 80:
        print('Already meet drinking and driving standards!')
    else:
        print('Has reached the standard for drunk driving!')

上述程序所表达的逻辑可以用流程图表示:

2.3 断言

为了让程序在错误条件出现时立即中止,Python 还提供了类似 if 语句的关键字:assert,使用此关键字可以要求某些条件必须得到满足。assert 语句类似检查点,当我们知道程序的执行必须满足特定条件,才能正确地运行时,使用assert 语句可以及时终止程序运行,类似网站注册时邮箱格式正确性的检查:

>>> mail_1 = 'test123456789@gmail.com'
>>> assert mail_1.endswith('.com')
>>> mail_2 = 'test123456789@gmail.con'
>>> assert mail_2.endswith('.com')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AssertionError

为了说明程序终止的原因,可以在 assert 语句后添加说明字符串:

>>> assert mail_2.endswith('.com'),' Email must end with .com '
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AssertionError:  Email must end with .com

3. 循环

我们已经学习了如何在条件为真(或假)时执行代码块,但如何重复操作代码块多次呢?例如,打印 1—100 内的所有的偶数。我们当然可以写出 50 行 print 语句,但如果是这样,我们就不需要 Python 了。

Python 提供了两种不同的循环结构。while 循环允许对布尔条件进行重复测试,直到条件不能得到满足。for 循环提供了遍历序列的迭代(例如字符串的字符、列表的元素或给定范围内的数字等)。

3.1 while 循环

while 语句会在给定条件为真时重复执行代码块。例如,在下面的示例中,变量 number 被初始化为 0,并且在 while 循环中,它每迭代一次就递增 1,每次执行循环体前,首先进行条件判断,因此直到 number 等于 5 时结束循环:

number = 0
while number < 5:
    print('A total of {} time(s)'.format(number))
    number += 1

程序运行结果如下:

A total of 0 time(s)

A total of 1 time(s)

A total of 2 time(s)

A total of 3 time(s)

A total of 4 time(s)

3.2 for 循环

while 语句可用于在条件为真时反复执行代码块,但有时候我们可能需要为序列中每个元素执行代码块。

为了介绍 for 循环,我们首先要了解可迭代对象,可迭代对象是可使用 for 循环进行遍历的对象,对于现阶段,我们可以只需将可迭代对象视为序列即可。
for 语句可以用于遍历一个序列中的每个元素:

fruits = ['apple', 'orange', 'banana', 'lemon']
for fruit in fruits:
    print(fruit)

for 语句将列表 fruits 中的每一个值依次赋给变量 fruit。然后,代码块就会被执行。for 语句的常见用法是在一定的值范围内进行有限次数的迭代。

我们已经在介绍数据类型 list 时,简单的介绍过内置函数 range 用于创建范围,range 语法类似于切片,包含起始位置,但不包含结束位置。实际上,如果只提供了一个位置,将把这个位置视为结束位置,而起始位置为 0。同时也可以为 range 函数提供步长参数,在范围内每隔若个元素提取一个元素:

for i in range(0, 10, 2):
    print('The square of {} equals {}'.format(i, i**2))

程序的输出结果如下:

The square of 0 equals 0

The square of 2 equals 4

The square of 4 equals 16

The square of 6 equals 36

The square of 8 equals 64

使用 for 循环还可以遍历字典,默认情况下,是遍历字典的键,如果需要遍历所有的值或键-值对,就需要用到字典的 values 和 items 方法了:

fruits = {'apple': 5.0, 'orange': 3.5, 'banana': 4.0}
for k in fruits:
    print(k, 'corresponds to', fruits[k])

上示代码等价于:

fruits = {'apple': 5.0, 'orange': 3.5, 'banana': 4.0}
for k, v in fruits.items():
    print(k, 'corresponds to', v)

3.3 中断循环

通常,循环会不断地执行代码块,直到条件为假或迭代完序列中的所有元素。但有时,我们可能需要开始新迭代(跳到下一次迭代开头,并不结束循环)或直接结束循环。

break

要结束循环,可使用 break,假设要找到最大的三位水仙花数(每个位上的数字的 3 次幂之和等于它本身的三位数),可以从 999 开始向下迭代,找到一个水仙花数后,无需继续迭代,直接跳出循环:

for i in range(999, 99, -1):
    b = i % 10
    t = (i // 10) % 10
    h = i // 100
    if b ** 3 + t ** 3 + h ** 3 == i:
        print(i)
        break

运行此程序,将在打印 407 后结束,在上述示例中,可以看到通过将 range 的步长设置为负数,让 range 反向迭代。

常规的 while 循环会在循环开头时进行判断用来结束循环,但有时我们想要循环在循环体中结束,这时就需要用到 while True/break 语法了,使用 while True 可以使循环永不结束,然后在循环体内使用 if 语句,当 if 语句的条件得到满足时调用 break 结束循环,例如在登陆界面中,只有用户输入了正确的用户名才能进行下一步操作:

users = ['root', 'admin', 'user_1']
while True:
    user = input('Please enter your name: ')
    if user in users:
        break
    print('User does not exist!')
print('The user name is correct!')

continue

当指定语句 continue 时,它结束当前迭代,并跳到下一次迭代开头。这基本上意味着跳过循环体中余下的语句,但不结束循环,例如计算所有水仙花数,如果使用语句 continue,则可以写为:

for i in range(100, 1000):
    b = i % 10
    t = (i // 10) % 10
    h = i // 100
    if b ** 3 + t ** 3 + h ** 3 != i:
        continue
    print(i)

程序输出结果如下:

153

370

371

407

4. 控制语句综合嵌套

控制语句可以进行复杂的综合嵌套,可以通过打印九九乘法表来综合使用控制语句:

for i in range(1, 10):
    for j in range(1, 10):
        if i > j:
            print('{} * {} = {}'.format(i, j, i*j), end = '\t')
        elif i == j:
            print('{} * {} = {}'.format(i, j, i*j))
        else:
            continue

5. 列表解析式

列表推导是利用列表创建新列表的方式,列表推导的工作原理类似于 for 循环:

>>> [i**2 for i in range(10)]
[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

在列表推导中也可以进行嵌套,例如添加更多的 for 循环和 if 语句:

>>> [[i, j] for i in range(10) for j in range(10) if i % 3 == 0 and j % 4 == 0]
[[0, 0], [0, 4], [0, 8], [3, 0], [3, 4], [3, 8], [6, 0], [6, 4], [6, 8], [9, 0], [9, 4], [9, 8]]

等价于:

new_list = []
for i in range(10):
    for j in range(1):
        if i % 3 == 0 and j % 4 == 0:
            new_list.append([i, j])

除了列表推导式外,还可以使用花括号来执行字典推导:

>>> print({i: i**3 for i in range(10)})
{0: 0, 1: 1, 2: 8, 3: 27, 4: 64, 5: 125, 6: 216, 7: 343, 8: 512, 9: 729} 

注意:

1、循环也是以冒号(:)结尾

2、条件为各种算术表达式,

a) 当为真时,循环体语句组 1,重复执行

b) 当为假是,循环体语句组 2,停止执行

3、如果循环体忘记累计,条件判断一直为真,则为死循环。循环体一直实行。

a) 死循环有时候经常被用来构建无限循环

b) 可以使用 ctrl+c 终止,或者停止 IDE

总结

到此这篇关于Python基础教程之控制结构的文章就介绍到这了,更多相关Python控制结构内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们!

时间: 2021-11-24

Python的控制结构之For、While、If循环问题

传统Python语言的主要控制结构是for循环.然而,需要注意的是for循环在Pandas中不常用,因此Python中for循环的有效执行并不适用于Pandas模式.一些常见控制结构如下. for循环 while循环 if/else语句 try/except语句 生成器表达式 列表推导式 模式匹配 所有的程序最终都需要一种控制执行流的方式.本节介绍一些控制执行流的技术. 01 for循环 for循环是Python的一种最基本的控制结构.使用for循环的一种常见模式是使用range函数生成数值范围

python脚本框架webpy模板控制结构

目录 for while if-else 实例 控制结构就是for,while,if-else,if-elif,while-else,在web.py中其实和我们以前学过的一样,操作基本是相同的,但是里面还是有一些不同! for $for row in range(10): 第$row行 $def with(funs) $for row in funs: 第$row行 这里一定要记住funs不要添加$ 如果funs是list,那$ros具体list的一些属性,在while中你可以看到 while

分享15个最受欢迎的Python开源框架

1. Django: Python Web应用开发框架 Django 应该是最出名的Python框架,GAE甚至Erlang都有框架受它影响.Django是走大而全的方向,它最出名的是其全自动化的管理后台:只需要使用起ORM,做简单的对象定义,它就能自动生成数据库结构.以及全功能的管理后台. 2. Diesel:基于Greenlet的事件I/O框架 Diesel提供一个整洁的API来编写网络客户端和服务器.支持TCP和UDP. 3. Flask:一个用Python编写的轻量级Web应用框架 Fl

Python Flask框架模板操作实例分析

本文实例讲述了Python Flask框架模板操作.分享给大家供大家参考,具体如下: 模板 在前面的示例中,视图函数的主要作用是生成请求的响应,这是最简单的请求.实际上,视图函数有两个作用:处理业务逻辑和返回响应内容.在大型应用中,把业务逻辑和表现内容放在一起,会增加代码的复杂度和维护成本.本节学到的模板,它的作用即是承担视图函数的另一个作用,即返回响应内容. 模板其实是一个包含响应文本的文件,其中用占位符(变量)表示动态部分,告诉模板引擎其具体值需要从使用的数据中获取.使用真实值替换变量,再返

Python Django框架模板渲染功能示例

本文实例讲述了Python Django框架模板渲染功能.分享给大家供大家参考,具体如下: 项目名/settings.py(项目配置,配置模板文件的路径): import os # 项目目录的绝对路径 BASE_DIR = os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))) TEMPLATES = [ { 'BACKEND': 'django.template.backends.django.DjangoTemplates',

在Gnumeric下使用Python脚本操作表格的教程

关于Gnumeric Gnumeric是linux平台下的一款功能强大且易于使用的电子表格软件,与其他常用电子表格软件如Excel等在风格上非常一致.Gnumeric当前的稳定版是1.2.13,对中文的支持已经比较成熟.据官方信息,Gnumeric除实现了MS Excel所有的函数外,还实现了60多个Excel中不存在的函数和基本的金融方面函数,并已经具备了高级统计分析.可扩展的随机数产生器.线性或非线性求解的计算能力.更令人惊喜的是,现在Gnumeric已经集成了Python强大的脚本编程能力

Python脚本实现集群检测和管理功能

场景是这样的:一个生产机房,会有很多的测试机器和生产机器(也就是30台左右吧),由于管理较为混乱导致了哪台机器有人用.哪台机器没人用都不清楚,从而产生了一个想法--利用一台机器来管理所有的机器,记录设备责任人.设备使用状态等等信息....那么,为什么选择python,python足够简单并且拥有丰富的第三方库的支持. 最初的想法 由于刚参加工作不久,对这些东西也都没有接触过,轮岗到某个部门需要做出点东西来(项目是什么还没情况,就要做出东西来,没办法硬着头皮想点子吧)... 本想做一个简单点的自动

Python脚本实时处理log文件的方法

这个Python脚本是用来对实时文件的内容监控,比如 Error 或者 time out 字段都可以进行自定义:算是我的第一个真正的Python脚本,自己感觉还是比较臃肿,不过打算放到blog上记录一下(还是初学者,大神们勿喷哈),真心希望博友们能够再指点一下(现在记录每次的文件大小值是输出到了一个文件中,并且里面还嵌套了有shell命令,这些我认为都是可以优化掉的吧,只是现在我还不知道怎么做):告警是基于zabbix,自定义的模板是120s执行一次 #!/usr/local/bin/pytho

使用Python脚本来控制Windows Azure的简单教程

inux开发人员经常使用 Python 完成小块的工作,因为你可以编写脚本的情况很容易.它已经成为完成配置和部署等小任务的一个流行方式.Windows Azure,微软的云,也没有什么不同.通过 Python SDK 所提供的可用性,Python 成为 Windows Azure 的头等公民.让我们看看我们如何能够使用Python无需其它而只需一个Windows Azure订阅就可以用编程方式从 vmdepot 部署一个映像到 Windows Azure上. 建立一个管理证书 任何与 Windo

详解python脚本自动生成需要文件实例代码

python脚本自动生成需要文件 在工作中我们经常需要通过一个文件写出另外一个文件,然而既然是对应关系肯定可以总结规律让计算机帮我们完成,今天我们就通过一个通用文件生成的python脚本来实现这个功能,将大家从每日重复的劳动中解放! 定义一个函数 def produceBnf(infilename,outfilename): List=[] with open(infilename,'r') as inf: for line in inf.readlines(): List.append(re.

Python编程之字符串模板(Template)用法实例分析

本文实例讲述了Python编程之字符串模板(Template)用法.分享给大家供大家参考,具体如下: #coding=utf8 ''''' 字符串格式化操作符,需要程序员明确转换类型参数, 比如到底是转成字符串.整数还是其他什么类型. 新式的字符串模板的优势是不用去记住所有相关细节, 而是像shell风格的脚本语言里面那样使用美元符号($). 由于新式的字符串引进Template对象, Template对象有两个方法:substitute().safe_substitute(). substit

使用IronPython把Python脚本集成到.NET程序中的教程

从两个优秀的世界各取所需,更高效的复用代码.想想就醉了,.NET和python融合了."懒惰"的程序员们,还等什么? Jesse Smith为您展示如何两个语言来服务同一个.NET程序.你能集两家所长:Python和.NET一起工作,提供可重用的代码功能而不需要你为了一个环境重写代码库. 通过使用IronPython 运行时库,你可以让Python脚本运行在你的.NET程序中.本文向你展示如何使用一个.NET程序中的python脚本获取并展示用户反馈. 如果你曾经有在一个.NET程序中