Python Controlflow

流程控制

• if
• for
• while

判断控制结构

Python 中的判断控制结构主要有 if-elif-else 和 ternary operator。

if-elif-else

if condition1:
    # 当条件 1 满足时执行的代码
elif condition2:
    # 当条件 1 不满足且条件 2 满足时执行的代码
else:
    # 当条件 1 和条件 2 都不满足时执行的代码

其中，condition1、condition2 等都是需要判断的条件表达式，可以使用比较运算符、逻辑运算符等来组合成复杂的判断条件。当条件 condition1 满足时，执行对应的代码块；否则继续判断下一个条件 condition2 ，以此类推，直到找到一个满足条件的代码块或者所有条件都不满足时，执行最后的 else 块。

ternary operator

result = value1 if condition else value2

其中，condition 是需要判断的条件表达式，当条件成立时，返回 value1，否则返回 value2 。这种语法结构也称为三目运算符，简单明了，通常用于在一行代码中完成简单的条件判断。

循环结构

for

for 循环通常用于遍历序列类型（如字符串、列表、元组等）中的元素，语法结构如下：

for 变量 in 序列:
    # 循环体

其中，变量 表示接收到的序列元素，序列 是需要遍历的序列，循环会按顺序依次将序列中的元素赋值给 变量，然后执行循环体中的语句。例如：

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for fruit in fruits:
    print(fruit)

上述代码会输出 apple、banana 和 cherry 三个字符串，分别对应 fruits 列表中的三个元素。

while

while 循环会在满足条件时重复执行循环体，直到条件不再成立为止。语法结构如下：

while 条件:
    # 循环体

其中，条件 是判断条件，如果成立则进入循环体执行；否则结束循环。例如：

i = 1
while i <= 5:
    print(i)
    i += 1

上述代码会输出数字 1 到 5，因为当 i 的值小于等于 5 时，满足条件，会不断地执行循环体中的代码，每次输出 i 的值，并将 i 加 1。当 i 大于 5 时，不再满足条件，循环结束。

循环中语句

break

break语句可以在循环内部立即终止循环，并跳出循环体。

for i in range(10):
    if i == 5:
        break
    print(i)

continue

continue语句在循环中用于跳过当前迭代，并进入下一次迭代。

for i in range(10):
    if i % 2 == 0:
        continue
    print(i)

pass

pass语句在Python中是一个空语句，用于表示占位符，不做任何操作。

for i in range(10):
    if i == 5:
        pass
    else:
        print(i)

range() 函数

range() 函数是 Python 内置函数之一，它用于创建一个整数列表，常用于 for 循环中。 range() 函数有三个参数：起始值、终止值和步长。

• 语法如下

  range(start, stop[, step])
  

• 说明

  • start：表示数列的起始值，默认为 0。
  • stop：表示数列的终止值（不包括），必须指定。
  • step：表示数列的公差，默认为 1。

返回的结果是一个可迭代对象，可以使用 list() 函数将其转换为列表

• 例子

  # 打印 0 到 4 的整数
  for i in range(5):
      print(i)
    
  # 打印 2 到 8 的偶数
  for i in range(2, 9, 2):
      print(i)
  

• 输出：

    0
    1
    2
    3
    4
    2
    4
    6
    8
  

需要注意的是， range() 函数返回的是一个不可变序列，在 Python 2.x 中叫做 xrange()。如果需要修改序列中的元素，可以使用其他数据类型，如列表或数组。

match 语法

match 是 Python 3.10 新增的一种模式匹配语法，也被称为结构化匹配。它提供了更加简洁和易于理解的方式来匹配和分解复杂数据结构，例如元组、列表、字典等。

• match 的语法如下：

match expression:
    case pattern_1:
        # 处理 pattern_1 的情况
    case pattern_2 if condition:
        # 处理 pattern_2 和条件成立的情况
    case _:
        # 处理其他情况

其中 expression 表示要进行匹配的表达式，可以是任意类型的值，如数字、字符串、元组、列表等。 pattern 是一种匹配模式，用于匹配 expression 中的值。

case 子句用来指定不同的匹配情况，可以指定多个 case 子句，每个子句包含一个 pattern 和对应的处理逻辑。多个子句按照出现顺序进行匹配，匹配成功后执行对应的处理逻辑。

如果所有的 case 都没有匹配成功，则会执行 _ 子句中的代码块，类似于 switch-case 语句中的 default 分支。

• match 进行模式匹配的例子：

def match_example(x):
    match x:
        case 0:
            print("x is zero")
        case 1:
            print("x is one")
        case _ if x > 1:
            print("x is greater than one")
        case _:
            print("x is a negative number")

match_example(0)    # 输出 "x is zero"
match_example(1)    # 输出 "x is one"
match_example(2)    # 输出 "x is greater than one"
match_example(-1)   # 输出 "x is a negative number"

需要注意的是，match 语法仅在 Python 3.10 及以上版本中可用，如果使用较早的 Python 版本，则无法使用。

循环技巧

1. 使用 range() 函数来生成一个数列，可以用于循环：

    for i in range(10):
        print(i)
   

2. 使用 enumerate() 函数来同时遍历序列的下标和值：

    fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
    for i, fruit in enumerate(fruits):
        print(i, fruit)
   

3. 使用 zip() 函数来同时遍历多个序列：

    fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
    prices = [0.5, 0.25, 0.3]
    for fruit, price in zip(fruits, prices):
        print(fruit, price)
   

4. 使用列表解析式来快速生成一个新的列表：

    numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
    squares = [x**2 for x in numbers]
    print(squares)
   

5. 使用条件表达式（三元运算符）来简化 if-else 语句：

    x = 10
    y = 'yes' if x > 5 else 'no'
    print(y)