Python通用编程 - 第二章：流程控制

红太狼 2022-01-12 05:37 238阅读 0赞

> 本文是Python通用编程系列教程，已全部更新完成，实现的目标是从零基础开始到精通Python编程语言。本教程不是对Python的内容进行泛泛而谈，而是精细化，深入化的讲解，共5个阶段，25章内容。所以，需要有耐心的学习，才能真正有所收获。虽不涉及任何框架的使用，但是会对操作系统和网络通信进行全局的讲解，甚至会对一些开源模块和服务器进行重写。学完之后，你所收获的不仅仅是精通一门Python编程语言，而且具备快速学习其他编程语言的能力，无障碍阅读所有Python源码的能力和对计算机与网络的全面认识。对于零基础的小白来说，是入门计算机领域并精通一门编程语言的绝佳教材。对于有一定Python基础的童鞋，相信这套教程会让你的水平更上一层楼。

## **一 运算方式** ##

### 1. 数学运算 ###

既然我们编程的目的是为了控制计算机能够像人脑一样工作，那么人脑能做什么，就需要程序中有相应的机制去模拟。人脑无非是数学运算和逻辑运算，对于数学运算就是加减乘除，很简单，我们先来看一下。 计算机的核心部件就是CPU，CUP有两个功能，控制和运算，接下来就看一下计算机是如何进行运算的，关于计算的控制功能会在第五阶段有详细的说明。 以下假设变量：a=10，b=20：

### 2. 比较运算 ###

以下假设变量：a=10，b=20

### 3. 赋值运算 ###

以下假设变量：a=10，b=20

### 4. 逻辑运算 ###

### 5. 身份运算 ###

# is比较的是id
    # 而==比较的是值
    复制代码

## 二 分支语句 ##

### 1. if，else ###

对于逻辑运算，即人根据外部条件的变化而做出不同的反映，比如  
如果：一切都是天意，那么：谁也逃不离

if ’everything‘ is “God's will“:
        print('everyone can not flee')
    复制代码

或许这个例子太抽象了，我们再举一个简单的例子：未成年人禁止吸烟。

age=15
    if age >= 18:
        print('禁止吸烟')
    else:
        print('可以吸烟')
    复制代码

成年人虽然可以吸烟，但是体重低于50kg的人最好是不要吸烟，还有在工作场所不能吸烟

age = 98
    weight = 45
    is_public_place = True
    # 只有同时满足三个条件才可以吸烟
    if age >= 18 and weight >= 50 and not is_public_place:
        print('可以吸烟')
    else:
        print('不能吸烟')
    复制代码

### 2. if循环嵌套使用 ###

age = 98
    weight = 45
    # is_public_place = True
    is_public_place = False
    # 1 只要在公共场所就不能吸烟
    if is_public_place:
        print('任何人禁止吸烟')
    else:
        # 2 不是工作场所，先判断用户年龄
        user_age = input('请输入年龄')
        user_age = int(user_age)
        if user_age >= 18:
            # 3 再来判断用户体重
            user_weight = input('请输入体重')
            user_weight = int(user_weight)
            if user_weight >= 50:
                print('可以吸烟')
            else:
                print('体重太轻了，建议不要吸烟')
        else:
            print('未成年人禁止吸烟')
    复制代码

### 3. if，elif，else 使用 ###

如果：成绩>=90，那么：优秀 如果成绩>=80且<90,那么：良好 如果成绩>=70且<80,那么：普通 其他情况：很差

score=input('>>: ')
    score=int(score)
    if score >= 90:
        print('优秀')
    elif score >= 80:
        print('良好')
    elif score >= 70:
        print('普通')
    else:
        print('很差')
    复制代码

使用模板

if 条件1:
        缩进的代码块
      elif 条件2:
        缩进的代码块
      elif 条件3:
        缩进的代码块
      ......
      else:  
        缩进的代码块
    复制代码

## 三 循环语句 ##

### 1. while 循环 ###

#### (1) while循环(条件循环) ####

为什么要使用循环，先来看下面一段代码

albert_age = 18
    guess = int(input(">>:"))
    if guess > albert_age :
        print("猜的太大了，往小里试试...")
    elif guess < albert_age :
        print("猜的太小了，往大里试试...")
    else:
        print("恭喜你，猜对了...")
    #第2次
    guess = int(input(">>:"))
    if guess > albert_age :
        print("猜的太大了，往小里试试...")
    elif guess < albert_age :
        print("猜的太小了，往大里试试...")
    else:
        print("恭喜你，猜对了...")
    #第3次
    guess = int(input(">>:"))
    if guess > albert_age :
        print("猜的太大了，往小里试试...")
    elif guess < albert_age :
        print("猜的太小了，往大里试试...")
    else:
        print("恭喜你，猜对了...")
    复制代码

毫无疑问，这是一段low逼的代码。。。。。。因为重复的代码太多了，这种情况我们完全可以使用while 条件循环来处理，while循环又叫做条件循环，既满足条件才会执行，语法如下：

while 条件:    
        # 循环体
        # 如果条件为真，那么循环体则执行，执行完毕后再次循环，重新判断条件。。。
        # 如果条件为假，那么循环体不执行,循环终止
    复制代码

注意：满足条件就是指条件为真，一般我们会用True直接表示条件为真，或者使用下面小练习的 count <= 10 的运算判断的形式，如果表示条件为假可以这样表示：

False    None    0   ""    ()    []   {}  
    # 总结一下：False，0或者空都为False
    复制代码

#### (2) while循环小练习 ####

#打印0-10
    count=0
    while count <= 10:
        print('loop',count)
        count+=1
    #打印0-10之间的偶数
    count=0
    while count <= 10:
        if count%2 == 0:
            print('loop',count)
        count+=1
    #打印0-10之间的奇数
    count=0
    while count <= 10:
        if count%2 == 1:
            print('loop',count)
        count+=1
    复制代码

#### (3) while循环之死循环 ####

死循环就是会一直执行的循环，因为条件一直成立

import time
    num=0
    while True:
        print('count',num)
        time.sleep(1)
        num+=1
    复制代码

#### (4) while循环嵌套与tag ####

tag只是一个变量，不过他是布尔类型，只有True和False，你也可以写成0或者1，当我们有多层循环的时候，使用tag可以迅速退出所有循环

tag=True 
      while tag:
        ......
        while tag:
          ........
          while tag:
            tag=False
    复制代码

#### (5) while循环break与continue ####

这是理解的重点，以后会经常用

#break用于退出本层循环
    while True:
        print "123"
        break
        print "456"
    #continue用于退出本次循环，继续下一次循环
    while True:
        print "123"
        continue
        print "456"
    复制代码

所以上面猜年龄的程序可以这样改写

albert_age = 18
    while True:
        guess = int(input(">>:"))  
        if guess > albert_age :     
            print("猜的太大了，往小里试试...")  
        elif guess < albert_age :     
            print("猜的太小了，往大里试试...")  
        else:
            print("恭喜你，猜对了...")
            break  # 用户猜对的时候退出循环
    复制代码

#### (6) while与else组合使用 ####

与其它语言else 一般只与if 搭配不同，在Python 中还有个while ...else 语句，while 后面的else 作用是指，当while 循环正常执行完，中间没有被break 中止的话，就会执行else后面的语句。

count = 0
    while count <= 5 :
        count += 1
        print("Loop",count)
    else:
        print("循环正常执行完啦")
    print("-----out of while loop ------")
    
    """ 输出 Loop 1 Loop 2 Loop 3 Loop 4 Loop 5 Loop 6 循环正常执行完啦 -----out of while loop ------ """
    # 如果执行过程中被break啦，就不会执行else的语句啦
    count = 0
    while count <= 5 :
        count += 1
        if count == 3:break
        print("Loop",count)
    else:
        print("循环正常执行完啦")
    print("-----out of while loop ------")
    
    """ 输出 Loop 1 Loop 2 -----out of while loop ------ """
    复制代码

### 2. for循环 ###

#### (1) for循环(迭代循环) ####

for循环是迭代式循环，for 遍历 被循环的每一项内容，语法如下

for i in range(10): 
        缩进的代码块
    复制代码

说明：

*  其中i为迭代出来出来的一个个对象，i只是一个变量名，可以任意
 *  关键字for 和 in是必须的
 *  range(10) 是一个被迭代的对象，只要能存多个值，他就可以被迭代，你直接写一个列表也是一样的
 *  迭代循环可以理解被迭代的对象就是一个老母鸡，她肚子里有的是蛋，迭代出来的对象就是蛋

#### (2) break与continue（同上while循环） ####

#### (3) for循环与else连用 ####

我们常常会在for循环遍历一个序列或者字典后,接着语句else,很多新手会误以为是判断执行else后面的代码,其实不然,for循环里面也不存在判断,而已执行完遍历的对象后,再执行else后面的代码

# 实例1
    L = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
    for i  in L:
        print(i)
    else:
        print('ending')
    """ #输出 >>> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ending """
    
    # 实例2
    
    dir = {
        1:'kobe',2:'LBJ',3:'CP3',4:'TDK'}
    for k,v in dir.items():
        print (k,v)
    else:
        print('ending')
    
    """ #输出 1 kobe 2 LBJ 3 CP3 4 TDK ending """
    复制代码

## 三 流程控制语句用法说明 ##

### 1. 避免多层分支嵌套 ###

如果这篇文章只能删减成一句话就结束，那么那句话一定是“要竭尽所能的避免分支嵌套”。过深的分支嵌套是很多编程新手最容易犯的错误之一。假如有一位新手程序员写了很多层分支嵌套，那么你可能会看到一层又一层的大括号：`if: if: if: ... else: else: else: ...`俗称\_“嵌套 if 地狱（Nested If Statement Hell）”\_。如果能够避免的话，尽可能用其他的方式代替，这种多层嵌套非常不利于代码的可读性，尤其是当一个 if 分支下代码的量比较多的时候。

### 2. 封装那些过于复杂的逻辑判断 ###

如果条件分支里的表达式过于复杂，出现了太多的 `not/and/or`，那么这段代码的可读性就会大打折扣，这时我们可以把他拆解，或者先用not 的形式取反。

### 3. 留意不同分支下的重复代码 ###

重复代码是代码质量的天敌，而条件分支语句又非常容易成为重复代码的重灾区。所以，当我们编写条件分支语句时，需要特别留意，不要生产不必要的重复代码。当你编写分支代码时，请额外关注由分支产生的重复代码块，如果可以简单的消灭它们，那就不要迟疑。

### 4. 使用“德摩根定律” ###

在做分支判断时，我们有时候会写成这样的代码：

# 如果用户账户没有余额或者用户透支额度，拒绝用户购买
    # 以下是伪代码
    if not “用户登录” or not “有透支额度”:
        print("拒绝用户购买")
    复制代码

第一眼看到代码时，是不是需要思考一会才能理解它想干嘛？这是因为上面的逻辑表达式里面出现了 2 个 `not` 和 1 个 `or`。而我们人类恰好不擅长处理过多的“否定”以及“或”这种逻辑关系。这个时候，就该 [德摩根定律][Link 1] 出场了。通俗的说，德摩根定律就是 `not A or not B` 等价于 `not (A and B)`。通过这样的转换，上面的代码可以改写成这样：

if not (“用户登录” and “有透支额度”):
        print("拒绝用户购买")
    复制代码

### 5. 在条件判断中使用 all() / any() ###

`all()` 和 `any()` 两个函数非常适合在条件判断中使用。这两个函数接受一个可迭代对象，返回一个布尔值，其中：

*  `all(seq)`：仅当 `seq` 中所有对象都为布尔真时返回 `True`，否则返回 `False`
 *  `any(seq)`：只要 `seq` 中任何一个对象为布尔真就返回 `True`，否则返回 `False`

假如我们有下面这段代码：

def all_numbers_gt_10(numbers):
       # 仅当序列中所有数字大于 10 时，返回 True
       if not numbers:
           return False
       for n in numbers:
           if n <= 10:
               return False
       return True
    复制代码

如果使用 `all()` 内建函数，再配合一个简单的生成器表达式，上面的代码可以写成这样：

def all_numbers_gt_10_2(numbers):
       return bool(numbers) and all(n > 10 for n in numbers)
    复制代码

简单、高效，同时也没有损失可用性。

### 6. 使用 try/while/for 中 else 分支 ###

让我们看看这个函数：

def do_stuff():
       first_thing_successed = False
       try:
           do_the_first_thing()
           first_thing_successed = True
       except Exception as e:
           print("Error while calling do_some_thing")
           return
       # 仅当 first_thing 成功完成时，做第二件事
       if first_thing_successed:
           return do_the_second_thing()
    复制代码

在函数 `do_stuff` 中，我们希望只有当 `do_the_first_thing()` 成功调用后\_（也就是不抛出任何异常）\_，才继续做第二个函数调用。为了做到这一点，我们需要定义一个额外的变量 `first_thing_successed` 来作为标记。其实，我们可以用更简单的方法达到同样的效果：

def do_stuff():
       try:
           do_the_first_thing()
       except Exception as e:
           print("Error while calling do_some_thing")
           return
       else:
           return do_the_second_thing()
    复制代码

在 `try` 语句块最后追加上 `else` 分支后，分支下的`do_the_second_thing()` 便只会在 try 下面的所有语句正常执行（也就是没有异常，没有 return、break 等）完成后执行。类似的，Python 里的 `for/while` 循环也支持添加 `else` 分支，它们表示：当循环使用的迭代对象被正常耗尽、或 while 循环使用的条件变量变为 False 后才执行 else 分支下的代码。

### 7. 与 None 值的比较 ###

在 Python 中，有两种比较变量的方法：`==` 和 `is`，二者在含义上有着根本的区别：

*  `==`：表示二者所指向的的值是否一致
 *  `is`：表示二者是否指向内存中的同一份内容，也就是 `id(x)` 是否等于 `id(y)`

`None` 在 Python 语言中是一个单例对象，如果你要判断某个变量是否为 None 时，记得使用 `is`而不是 `==`，因为只有 `is` 才能在严格意义上表示某个变量是否是 None。  
否则，可能出现下面这样的情况：

class Foo(object):
        def __eq__(self, other):
            return True
    
    
    foo = Foo()
    print(foo)
    print(foo == None)
    print(foo is None)
    复制代码

在上面代码中，Foo 这个类通过自定义 `__eq__` 魔法方法的方式，很容易就满足了 `== None` 这个条件。  
所以，当你要判断某个变量是否为 None 时，请使用 `is` 而不是 `==`。

### 8. 留意 and 和 or 的运算优先级 ###

看看下面这两个表达式，猜猜它们的值一样吗？

> (True or False) and False True or False and False

答案是：不一样，它们的值分别是 `False` 和 `True`，你猜对了吗？问题的关键在于：`and` 运算符的优先级大于 `or`。因此上面的第二个表达式在 Python 看来实际上是 `True or (False and False)`。所以结果是 `True` 而不是 `False`。在编写包含多个 `and` 和 `or` 的表达式时，请额外注意 `and` 和 `or` 的运算优先级。即使执行优先级正好是你需要的那样，你也可以加上额外的括号来让代码更清晰。

转载于:https://juejin.im/post/5ca578cef265da30bd3e5050

[Link 1]: https://link.juejin.im?target=http%3A%2F%2Flink.zhihu.com%2F%3Ftarget%3Dhttps%253A%2F%2Fzh.wikipedia.org%2Fwiki%2F%2525E5%2525BE%2525B7%2525E6%252591%2525A9%2525E6%2525A0%2525B9%2525E5%2525AE%25259A%2525E5%2525BE%25258B