Python通用编程 - 第二章：流程控制

本文是Python通用编程系列教程，已所有更新完成，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，深刻化的讲解，共5个阶段，25章内容。因此，须要有耐心的学习，才能真正有所收获。虽不涉及任何框架的使用，可是会对操做系统和网络通讯进行全局的讲解，甚至会对一些开源模块和服务器进行重写。学完以后，你所收获的不只仅是精通一门Python编程语言，并且具有快速学习其余编程语言的能力，无障碍阅读全部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讲，是入门计算机领域并精通一门编程语言的绝佳教材。对于有必定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

既然咱们编程的目的是为了控制计算机可以像人脑同样工做，那么人脑能作什么，就须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，咱们先来看一下。 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。 如下假设变量：a=10，b=20：

2. 比较运算

如下假设变量：a=10，b=20

3. 赋值运算

如下假设变量：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
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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作出不一样的反映，好比
若是：一切都是天意，那么：谁也逃不离

if ’everything‘ is “God's will“:
    print('everyone can not flee')
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或许这个例子太抽象了，咱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('能够吸烟')
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成年人虽然能够吸烟，可是体重低于50kg的人最好是不要吸烟，还有在工做场所不能吸烟

age = 98
weight = 45
is_public_place = True
# 只有同时知足三个条件才能够吸烟
if age >= 18 and weight >= 50 and not is_public_place:
    print('能够吸烟')
else:
    print('不能吸烟')
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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 不是工做场所，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('能够吸烟')
        else:
            print('体重过轻了，建议不要吸烟')
    else:
        print('未成年人禁止吸烟')
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3. if，elif，else 使用

若是：成绩>=90，那么：优秀 若是成绩>=80且<90,那么：良好 若是成绩>=70且<80,那么：普通 其余状况：不好

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('不好')
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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)

为何要使用循环，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("猜的过小了，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("猜的过小了，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("猜的过小了，往大里试试...")
else:
    print("恭喜你，猜对了...")
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毫无疑问，这是一段low逼的代码。。。。。。由于重复的代码太多了，这种状况咱们彻底可使用while 条件循环来处理，while循环又叫作条件循环，既知足条件才会执行，语法以下：

while 条件:    
    # 循环体
    # 若是条件为真，那么循环体则执行，执行完毕后再次循环，从新判断条件。。。
    # 若是条件为假，那么循环体不执行,循环终止
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注意：知足条件就是指条件为真，通常咱们会用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，若是表示条件为假能够这样表示：

False    None    0   ""    ()    []   {}  
# 总结一下：False，0或者空都为False
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(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
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(3) while循环之死循环

死循环就是会一直执行的循环，由于条件一直成立

import time
num=0
while True:
    print('count',num)
    time.sleep(1)
    num+=1
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(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，你也能够写成0或者1，当咱们有多层循环的时候，使用tag能够迅速退出全部循环

tag=True 
  while tag:
    ......
    while tag:
      ........
      while tag:
        tag=False
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(5) while循环break与continue

这是理解的重点，之后会常常用

#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"
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因此上面猜年龄的程序能够这样改写

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("猜的过小了，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
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(6) while与else组合使用

与其它语言else 通常只与if 搭配不一样，在Python 中还有个while ...else 语句，while 后面的else 做用是指，当while 循环正常执行完，中间没有被break 停止的话，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 ------ """
# 若是执行过程当中被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 ------ """
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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，语法以下

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，能够任意
• 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，他就能够被迭代，你直接写一个列表也是同样的
• 迭代循环能够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

咱们经常会在for循环遍历一个序列或者字典后,接着语句else,不少新手会误觉得是判断执行else后面的代码,其实否则,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 """
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三 流程控制语句用法说明

1. 避免多层分支嵌套

若是这篇文章只能删减成一句话就结束，那么那句话必定是“要竭尽所能的避免分支嵌套”。过深的分支嵌套是不少编程新手最容易犯的错误之一。假若有一位新手程序员写了不少层分支嵌套，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）”_。若是可以避免的话，尽量用其余的方式代替，这种多层嵌套很是不利于代码的可读性，尤为是当一个 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

若是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，这时咱们能够把他拆解，或者先用not 的形式取反。

3. 留意不一样分支下的重复代码

重复代码是代码质量的天敌，而条件分支语句又很是容易成为重复代码的重灾区。因此，当咱们编写条件分支语句时，须要特别留意，不要生产没必要要的重复代码。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，若是能够简单的消灭它们，那就不要迟疑。

4. 使用“德摩根定律”

在作分支判断时，咱们有时候会写成这样的代码：

# 若是用户帐户没有余额或者用户透支额度，拒绝用户购买
# 如下是伪代码
if not “用户登陆” 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，是否是须要思考一会才能理解它想干吗？这是由于上面的逻辑表达式里面出现了 2 个 not 和 1 个 or。而咱们人类刚好不擅长处理过多的“否认”以及“或”这种逻辑关系。这个时候，就该 德摩根定律 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)。经过这样的转换，上面的代码能够改写成这样：

if not (“用户登陆” 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() 两个函数很是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 中全部对象都为布尔真时返回 True，不然返回 False
• any(seq)：只要 seq 中任何一个对象为布尔真就返回 True，不然返回 False

假如咱们有下面这段代码：

def all_numbers_gt_10(numbers):
   # 仅当序列中全部数字大于 10 时，返回 True
   if not numbers:
       return False
   for n in numbers:
       if n <= 10:
           return False
   return True
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若是使用 all() 内建函数，再配合一个简单的生成器表达式，上面的代码能够写成这样：

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

让咱们看看这个函数：

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，作第二件事
   if first_thing_successed:
       return do_the_second_thing()
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在函数 do_stuff 中，咱们但愿只有当 do_the_first_thing() 成功调用后_（也就是不抛出任何异常）_，才继续作第二个函数调用。为了作到这一点，咱们须要定义一个额外的变量 first_thing_successed 来做为标记。其实，咱们能够用更简单的方法达到一样的效果：

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 下面的全部语句正常执行（也就是没有异常，没有 return、break 等）完成后执行。相似的，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，两者在含义上有着根本的区别：

• ==：表示两者所指向的的值是否一致
• is：表示两者是否指向内存中的同一分内容，也就是 id(x) 是否等于 id(y)

None 在 Python 语言中是一个单例对象，若是你要判断某个变量是否为 None 时，记得使用 is而不是 ==，由于只有 is 才能在严格意义上表示某个变量是不是 None。
不然，可能出现下面这样的状况：

class Foo(object):
    def __eq__(self, other):
        return True


foo = Foo()
print(foo)
print(foo == None)
print(foo is None)
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在上面代码中，Foo 这个类经过自定义 __eq__ 魔法方法的方式，很容易就知足了 == None 这个条件。
因此，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，猜猜它们的值同样吗？

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

答案是：不同，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。所以上面的第二个表达式在 Python 看来其实是 True or (False and False)。因此结果是 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。即便执行优先级正好是你须要的那样，你也能够加上额外的括号来让代码更清晰。