Python控制语句

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编程第一步

斐波那契数列

#!/usr/bin/python3
 
# Fibonacci series: 斐波纳契数列
# 两个元素的总和确定了下一个数
a, b = 0, 1
while b < 10:
    print(b)
    a, b = b, a+b

1
1
2
3
5
8
# n = b
# m = a + b
# a = n
# b = m

右边的表达式会在赋值变动之前执行。右边表达式的执行顺序是从左往右的。

end关键字

关键字end可以用于将结果输出到同一行，或者在输出的末尾添加不同的字符。

#!/usr/bin/python3
 
# Fibonacci series: 斐波纳契数列
# 两个元素的总和确定了下一个数
a, b = 0, 1
while b < 1000:
    print(b, end=',')
    a, b = b, a+b

1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233,377,610,987,

条件控制

Python 条件语句是通过一条或多条语句的执行结果（True 或者 False）来决定执行的代码块。

if语句

if condition_1:
    statement_block_1
elif condition_2:
    statement_block_2
else:
    statement_block_3

Python 中用 elif 代替了 else if，所以if语句的关键字为：if – elif – else。

注意

• 每个条件后面要使用冒号 :，表示接下来是满足条件后要执行的语句块。
• 使用缩进来划分语句块，相同缩进数的语句在一起组成一个语句块。
• 在Python中没有switch – case语句。
• 假值为0。
• 真值不为 0, True, ‘None’, 字符串不为空串。

类型	FALSE	TRUE
布尔	False(与0等价)	True(与1等价)
数值	0, 0.0	非零的数值
字符串	‘’, “”(空字符串)	非空字符串
容器	[], (), {}, set()	至少有一个元素的容器对象
None	None	非None对象

常用操作符

操作符	描述
<	小于
<=	小于或等于
>	大于
>=	大于或等于
==	等于，比较两个值是否相等
!=	不等于

if嵌套

在嵌套 if 语句中，可以把 if…elif…else 结构放在另外一个 if…elif…else 结构中。

注意对齐表示结构逻辑。

if 表达式1:
    语句
    if 表达式2:
        语句
    elif 表达式3:
        语句
    else:
        语句
elif 表达式4:
    语句
else:
    语句

案例

#!/usr/bin/python3
 
age = int(input("请输入你家狗狗的年龄: "))
print("")
if age <= 0:
    print("你是在逗我吧!")
elif age == 1:
    print("相当于 14 岁的人。")
elif age == 2:
    print("相当于 22 岁的人。")
elif age > 2:
    human = 22 + (age -2)*5
    print("对应人类年龄: ", human)
 
### 退出提示
input("点击 enter 键退出")

$ python3 dog.py 
请输入你家狗狗的年龄: 1

相当于 14 岁的人。
点击 enter 键退出

#!/usr/bin/python3 
 
# 该实例演示了数字猜谜游戏
number = 7
guess = -1
print("数字猜谜游戏!")
while guess != number:
    guess = int(input("请输入你猜的数字："))
 
    if guess == number:
        print("恭喜，你猜对了！")
    elif guess < number:
        print("猜的数字小了...")
    elif guess > number:
        print("猜的数字大了...")

$ python3 high_low.py 
数字猜谜游戏!
请输入你猜的数字：1
猜的数字小了...
请输入你猜的数字：9
猜的数字大了...
请输入你猜的数字：7
恭喜，你猜对了！

循环语句

Python 中的循环语句有 for 和 while。

在 Python 中没有 do..while 循环。

while循环

while 判断条件(condition)：
    执行语句(statements)……

• 使用while计算1-100的总和：

#!/usr/bin/pythons

n = 100
sum = 0
counter = 1

while counter <= n:
    sum += counter
    counter += 1

print(f"1-{n} 之和为：{sum}")

1-100 之和为：5050

无限循环

我们可以通过设置条件表达式永远不为 false 来实现无限循环。

#!/usr/bin/python3

var = 1
while var == 1:
    num = int(input("输入一个数字："))
    print("你输入的数字是：", num)

print("Good Bey!")

while循环使用else语句

在 while … else 在条件语句为 false 时执行 else 的语句块。

while <expr>:
    <statement(s)>
else:
    <additional_statement(s)>

• 循环输出数字，判断大小

#!/usr/bin/python3

count = 0
while count < 5:
    print(count, "小于5")
    count += 1
else:
    print(count, "大于或等于5")

0  小于 5
1  小于 5
2  小于 5
3  小于 5
4  小于 5
5  大于或等于 5

简单语句组

类似if语句的语法，如果你的while循环体中只有一条语句，你可以将该语句与while写在同一行中。

for语句

Python for循环可以遍历任何序列的项目，如一个列表或者一个字符串。

for循环的一般格式如下：

for <variable> in <sequence>:
    <statements>
else:
    <statements>

使用规范

#!/usr/bin/python3
languages = ["C", "C++", "Perl", "Python"]
for x in languages:
    print(x)

C
C++
Perl
Python

break

for 循环中使用了 break 语句，break 语句用于跳出当前循环体。

#!/usr/bin/python3
sites = ["baidu", "google", "hibiscidai", "taobao"]
for site in sites:
    if site == "hibiscidai":
        print("hibiscidai")
        break
    print("循环数据" + site)
else:
    print("没有循环数据！")
print("完成循环！")

循环数据baidu
循环数据google
hibiscidai
完成循环！

range()

如果你需要遍历数字序列，可以使用内置range()函数。它会生成数列。

>>> for i in range(5):
    print(i)

0
1
2
3
4

• 使用range指定区间的值

>>> for i in range(5,9) :
    print(i)

5
6
7
8

• 使range以指定数字开始并指定不同的增量（甚至可以是负数，有时候也叫作”步长”）

>>> for i in range(0, 10, 3) :
    print(i)

0
3
6
9

• 负数

>>> for i in range(-10, -100, -30) :
    print(i)

-10
-40
-70

• 结合range()和len()函数以遍历一个序列的索引

>>> a = ['Google', 'Baidu', 'Runoob', 'Taobao', 'QQ']
>>> for i in range(len(a)):
    print(i, a[i])

0 Google
1 Baidu
2 Runoob
3 Taobao
4 QQ

• 使用range()函数来创建一个列表

>>> list(range(5))
[0, 1, 2, 3, 4]

break和continue

break 语句可以跳出 for 和 while 的循环体。如果你从 for 或 while 循环中终止，任何对应的循环 else 块将不执行。

continue 语句被用来告诉 Python 跳过当前循环块中的剩余语句，然后继续进行下一轮循环。

while中使用break

n = 5
while n > 0:
    n -= 1
    if n == 2:
        break
    print(n)
print('循环结束。')

4
3
循环结束。

while中使用continue

n = 5
while n > 0:
    n -= 1
    if n == 2:
        continue
    print(n)
print('循环结束。')

4
3
1
0
循环结束。

for循环使用else语句

循环语句可以有 else 子句，它在穷尽列表(以for循环)或条件变为 false (以while循环)导致循环终止时被执行，但循环被 break 终止时不执行。

#!/usr/bin/python3

for n in range(2, 10):
    for x in range(2, n):
        if n % x == 0:
            print(n, ' 等于', x, '*', n // x)
            break
    else:
        # 循环中没有找到元素
        print(n, " 是质数")

2  是质数
3  是质数
4  等于 2 * 2
5  是质数
6  等于 2 * 3
7  是质数
8  等于 2 * 4
9  等于 3 * 3

pass语句

Python pass是空语句，是为了保持程序结构的完整性。

pass 不做任何事情，一般用做占位语句。

>>> while True:
    pass  # 等待键盘中断 (Ctrl+C)

>>> class MyEmptyClass:
    pass

使用内置 enumerate 函数进行遍历

for index, item in enumerate(sequence):
    process(index, item)

>>> sequence = [12, 34, 34, 23, 45, 76, 89]
>>> for i, j in enumerate(sequence):
	print(i, j)

0 12
1 34
2 34
3 23
4 45
5 76
6 89

迭代器与生成器

迭代器对象从集合的第一个元素开始访问，直到所有的元素被访问结束。
只能往前不能后退。

两个基本方法：iter() 和 next()

• 字符串，列表或者元组对象都可以用于创建迭代器：

#!/usr/bin/python3

list = [1, 2, 3, 4]
it = iter(list)
print(next(it))
print(next(it))

1
2

• 迭代器对象可以使用常规for语句进行遍历：

#!/usr/bin/pyhton3

list = [1, 2, 3, 4]
it = iter(list)

for x in it:
   print(x, end=" ")

1 2 3 4 

创建一个迭代器

一个类作为迭代器使用需要在类中实现两个方法__iter__()和__next__()。

构造函数为__init__()，它会在对象初始化的时候执行。

__iter__() 方法返回一个特殊的迭代器对象， 这个迭代器对象实现了__next__() 方法并通过 StopIteration 异常标识迭代的完成。

__next__() 方法（Python 2 里是 next()）会返回下一个迭代器对象。

• 例：创建一个返回数字的迭代器，初始值为1，逐步递增1：

class MyNumber:
    def __iter__(self):
        self.a = 1
        return self

    def __next__(self):
        x = self.a
        self.a += 1
        return x

myclass = MyNumber()
myiter = iter(myclass)

print(next(myiter))
print(next(myiter))
print(next(myiter))
print(next(myiter))
print(next(myiter))

1
2
3
4
5

StopIteration

StopIteration 异常用于标识迭代的完成，防止出现无限循环的情况，在 __next__() 方法中我们可以设置在完成指定循环次数后触发 StopIteration 异常来结束迭代。

class MyNumber:
    def __iter__(self):
        self.a = 1
        return self

    def __next__(self):
        if self.a <= 20:
            x = self.a
            self.a += 1
            return x
        else:
            raise StopIteration

myclass = MyNumber()
myiter = iter(myclass)

for x in myiter:
    print(x)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

生成器

在Python中，使用了yield的函数被称为生成器（generator）。

跟普通函数不同的是，生成器是一个返回迭代器的函数，只能用于迭代操作，生成器就是一个迭代器。

在调用生成器运行的过程中，每次遇到yield时函数会暂停并保存当前所有的运行信息，返回yield的值，并在下一次执行next()方法时从当前位置继续运行。

调用一个生成器函数，返回的是一个迭代器对象。

• 以下实例使用yield实现斐波那契数列：

#!/usr/bin/pyhton3

import sys

def fibonacci(n):  # 生成器函数 -斐波那契
    a, b, counter = 0, 1, 0
    while True:
        if (counter > n):
            return
        yield a
        a, b = b, a + b
        counter += 1

f = fibonacci(10)  # f是一个迭代器，由生成器返回生成

while True:
    try:
        print(next(f), end=" ")
    except StopIteration:
        sys.exit()

0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 

Python yield 使用浅析

斐波那契（Fibonacci）數列是一个非常简单的递归数列，除第一个和第二个数外，任意一个数都可由前两个数相加得到。用计算机程序输出斐波那契數列的前 N 个数是一个非常简单的问题，许多初学者都可以轻易写出如下函数：

简单输出斐波那契数列前N个数

#!/usr/bin/pyhton3

def fab(max):
    n, a, b = 0, 0, 1
    while n < max:
        print(b)
        a, b = b, a + b
        n = n + 1

fab(5)

1
1
2
3
5

其他函数不能获取生成的数列，为提高复用性

通过列表输出斐波那契數列前 N 个数

#!/usr/bin/python3

def fab(max):
    n, a, b = 0, 0, 1
    L = []
    while n < max:
        L.append(b)
        a, b = b, a + b
        n = n + 1
    return L

for n in fab(5):
    print(n)

1
1
2
3
5

函数将结果保存到list，内存会越来越大。

通过迭代器输出斐波那契數列前 N 个数

#!/usr/bin/python3

class fab(object):

    def __init__(self, max):
        self.max = max
        self.n, self.a, self.b = 0, 0, 1

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self):
        if self.n < self.max:
            r = self.b
            self.a, self.b = self.b, self.a + self.b
            self.n = self.n + 1
            return r
        raise StopIteration()


for n in fab(5):
    print(n)

1
1
2
3
5

代码复杂

使用yield输出斐波那契數列前 N 个数

#!/usr/bin/python3

def fab(max):
    n, a, b = 0, 0, 1
    while n < max:
        yield b
        a, b = b, a + b
        n = n + 1

for n in fab(5):
    print(n)

1
1
2
3
5

yield 的作用就是把一个函数变成一个 generator，带有 yield 的函数不再是一个普通函数，Python 解释器会将其视为一个 generator，调用 fab(5) 不会执行 fab 函数，而是返回一个 iterable 对象！在 for 循环执行时，每次循环都会执行 fab 函数内部的代码，执行到 yield b 时，fab 函数就返回一个迭代值，下次迭代时，代码从 yield b 的下一条语句继续执行，而函数的本地变量看起来和上次中断执行前是完全一样的，于是函数继续执行，直到再次遇到 yield。