条件判断
计算机之所以能做很多自动化的任务,因为它可以自己做条件判断。
比如,输入用户年龄,根据年龄打印不同的内容,在Python程序中,用if语句实现:
age = 20
if age >= 18:
print('your age is', age)
print('adult')
根据Python的缩进规则,如果if语句判断是True,就把缩进的两行print语句执行了,否则,什么也不做。
也可以给if添加一个else语句,意思是,如果if判断是False,不要执行if的内容,去把else执行了:
age = 3
if age >= 18:
print('your age is', age)
print('adult')
else:
print('your age is', age)
print('teenager')
注意不要少写了冒号:。
当然上面的判断是很粗略的,完全可以用elif做更细致的判断:
age = 3
if age >= 18:
print('adult')
elif age >= 6:
print('teenager')
else:
print('kid')
elif是else if的缩写,完全可以有多个elif,所以if语句的完整形式就是:
if <条件判断1>:
<执行1>
elif <条件判断2>:
<执行2>
elif <条件判断3>:
<执行3>
else:
<执行4>
if 语句用于检查一个条件:如果条件是真的,我们运行一个语句块(称为 if-block),否则我们执行另一个语句块(称为 else-block)。else 语句是可选的。
示例(保存为 if.py):
number = 23
guess = int(input('Enter an integer : '))
if guess == number:
# 新程序块的开始处
print('Congratulations, you guessed it.')
print('(but you do not win any prizes!)')
# 新程序块的结尾处
elif guess < number:
# 另一个程序块
print('No, it is a little higher than that')
# 你可以在程序块中“为所欲为”——做任何你想做的事情
else:
print('No, it is a little lower than that')
# 只有当猜测数大于给定数的时候,才会执行此处
print('Done')
# 在 if 语句执行结束后,最后的这句语句总是会被执行。
输出:
$ python if.py
Enter an integer : 50
No, it is a little lower than that
Done
$ python if.py
Enter an integer : 22
No, it is a little higher than that
Done
$ python if.py
Enter an integer : 23
Congratulations, you guessed it.
(but you do not win any prizes!)
Done
if语句执行有个特点,它是从上往下判断,如果在某个判断上是True,把该判断对应的语句执行后,就忽略掉剩下的elif和else,所以,请测试并解释为什么下面的程序打印的是teenager:
age = 20
if age >= 6:
print('teenager')
elif age >= 18:
print('adult')
else:
print('kid')
if判断条件还可以简写,比如写:
if x:
print(‘True’)
只要x是非零数值、非空字符串、非空list等,就判断为True,否则为False。
再议 input
最后看一个有问题的条件判断。很多同学会用input()读取用户的输入,这样可以自己输入,程序运行得更有意思:
birth = input('birth: ')
if birth < 2000:
print('00前')
else:
print('00后')
输入1982,结果报错:
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unorderable types: str() > int()
这是因为input()返回的数据类型是str,str不能直接和整数比较,必须先把str转换成整数。Python提供了int()函数来完成这件事情:
s = input('birth: ')
birth = int(s)
if birth < 2000:
print('00前')
else:
print('00后')
再次运行,就可以得到正确地结果。但是,如果输入abc呢?又会得到一个错误信息:
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'abc'
原来int()函数发现一个字符串并不是合法的数字时就会报错,程序就退出了。
如何检查并捕获程序运行期的错误呢?后面的错误和调试会讲到。
while 语句
while 语句可以让你重复执行一个语句块,只要条件为真。一个 while 语句就是所谓的 循环 语句的一个例子。 一个 while 语句可以有一个可选的 else 从句。
示例(保存为 while.py):
number = 23
running = True
while running:
guess = int(input('Enter an integer : '))
if guess == number:
print('Congratulations, you guessed it.')
# 这会导致 while 循环停止
running = False
elif guess < number:
print('No, it is a little higher than that.')
else:
print('No, it is a little lower than that.')
else:
print('The while loop is over.')
# 你可以在此处继续进行其它你想做的操作
print('Done')
输出:
$ python while.py
Enter an integer : 50
No, it is a little lower than that.
Enter an integer : 22
No, it is a little higher than that.
Enter an integer : 23
Congratulations, you guessed it.
The while loop is over.
Done
for 循环
for…in 语句是另一种循环语句,它会 迭代 对象序列,即会遍历序列中的的每个项。在后面的章节中,我们将详细了解 序列 。目前你只需要知道的是,序列只是一个有序的项的集合。
示例(保存为 for.py):
for i in range(1, 5):
print(i)
else:
print('The for loop is over')
输出:
$ python for.py
1
2
3
4
The for loop is over
break 语句
break 语句是用来 中断 循环语句的,即直接停止循环语句的执行,就算循环条件没有变为 False 或者序列没有迭代到最后一项。
需要重点关注的是,如果你 中断 了一个 for 循环或者一个 while 循环,任何相应循环的 else 语句块都不会被执行。
示例(保存为 break.py):
while True:
s = input('Enter something : ')
if s == 'quit':
break
print('Length of the string is', len(s))
print('Done')
输出:
$ python break.py
Enter something : Programming is fun
Length of the string is 18
Enter something : When the work is done
Length of the string is 21
Enter something : if you wanna make your work also fun:
Length of the string is 37
Enter something : use Python!
Length of the string is 11
Enter something : quit
Done
它的工作原理
在这个程序中,我们反复获取用户的输入内容,然后打印输出每次输入的长度。我们还专门提供了一个条件去终止该程序,那就是检查用户的
输入内容是否为 ‘quit’ 。我们通过 中断 循环来终止程序,然后到达程序的结尾处。
我们可以使用内置的 len 函数得到输入字符串的长度。
要记住, break 语句也可以和 for 循环一起使用。
continue 语句
continue 语句用来告诉 Python 跳过当前循环语句块中的其余部分,然后 继续 执行循环的下一个迭代。
示例(保存为 continue.py);
while True:
s = input('Enter something : ')
if s == 'quit':
break
if len(s) < 3:
print('Too small')
continue
print('Input is of sufficient length')
# 其它操作...
输出:
$ python continue.py
Enter something : a
Too small
Enter something : 12
Too small
Enter something : abc
Input is of sufficient length
Enter something : quit
它的工作原理
在这个程序中,我们虽然接收用户的输入内容,但是我们只处理长度至少为 3 的输入字符串。所以,我们使用内置的 len 函数来获得字符串的长度,如果长度小于 3 ,我们就使用 continue 语句跳过当前语句块中的其余语句。否则依然执行其余语句,然后执行其它后续操作。
注意, continue 语句也可以和 for 循环一起使用。
总结
我们已经了解了如何使用三个控制流语句 —— if 、 while 和 for 以及和它们相关的 break 和 continue 语句。这些是 Python 中最常用的部分,因此我们要对他们非常熟悉。
接下来,我们将了解如何创建和使用函数。
循环练习
要计算1+2+3,我们可以直接写表达式:
>>> 1 + 2 + 3
6
要计算1+2+3+…+10,勉强也能写出来。
但是,要计算1+2+3+…+10000,直接写表达式就不可能了。
为了让计算机能计算成千上万次的重复运算,我们就需要循环语句。
Python的循环有两种,一种是for…in循环,依次把list或tuple中的每个元素迭代出来,看例子:
names = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
for name in names:
print(name)
执行这段代码,会依次打印names的每一个元素:
Michael
Bob
Tracy
所以for x in …循环就是把每个元素代入变量x,然后执行缩进块的语句。
再比如我们想计算1-10的整数之和,可以用一个sum变量做累加:
sum = 0
for x in [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]:
sum = sum + x
print(sum)
如果要计算1-100的整数之和,从1写到100有点困难,幸好Python提供一个range()函数,可以生成一个整数序列,再通过list()函数可以转换为list。比如range(5)生成的序列是从0开始小于5的整数:
>>> list(range(5))
[0, 1, 2, 3, 4]
range(101)就可以生成0-100的整数序列,计算如下:
sum = 0
for x in range(101):
sum = sum + x
print(sum)
试试,看看结果是不是当年高斯同学心算出的5050。
第二种循环是while循环,只要条件满足,就不断循环,条件不满足时退出循环。比如我们要计算100以内所有奇数之和,可以用while循环实现:
sum = 0
n = 99
while n > 0:
sum = sum + n
n = n - 2
print(sum)
在循环内部变量n不断自减,直到变为-1时,不再满足while条件,循环退出。
练习
请利用循环依次对list中的每个名字打印出Hello, xxx!:
L = [‘Bart’, ‘Lisa’, ‘Adam’]
#写出你的代码
break
在循环中,break语句可以提前退出循环。例如,本来要循环打印1~100的数字:
n = 1
while n <= 100:
print(n)
n = n + 1
print('END')
上面的代码可以打印出1~100。
如果要提前结束循环,可以用break语句:
n = 1
while n <= 100:
if n > 10: # 当n = 11时,条件满足,执行break语句
break # break语句会结束当前循环
print(n)
n = n + 1
print('END')
执行上面的代码可以看到,打印出1~10后,紧接着打印END,程序结束。
可见break的作用是提前结束循环。
continue
在循环过程中,也可以通过continue语句,跳过当前的这次循环,直接开始下一次循环。
n = 0
while n < 10:
n = n + 1
print(n)
上面的程序可以打印出1~10。但是,如果我们想只打印奇数,可以用continue语句跳过某些循环:
n = 0
while n < 10:
n = n + 1
if n % 2 == 0: # 如果n是偶数,执行continue语句
continue # continue语句会直接继续下一轮循环,后续的print()语句不会执行
print(n)
执行上面的代码可以看到,打印的不再是1~10,而是1,3,5,7,9。
可见continue的作用是提前结束本轮循环,并直接开始下一轮循环。
小结
循环是让计算机做重复任务的有效的方法。
break语句可以在循环过程中直接退出循环,而continue语句可以提前结束本轮循环,并直接开始下一轮循环。这两个语句通常都必须配合if语句使用。
要特别注意,不要滥用break和continue语句。break和continue会造成代码执行逻辑分叉过多,容易出错。大多数循环并不需要用到break和continue语句,上面的两个例子,都可以通过改写循环条件或者修改循环逻辑,去掉break和continue语句。
有些时候,如果代码写得有问题,会让程序陷入“死循环”,也就是永远循环下去。这时可以用Ctrl+C退出程序,或者强制结束Python进程。
请试写一个死循环程序。
参考源码
do_for.py
do_while.py