第4章 流程控制语句
流程控制就是用来控制计算机指令的执行顺序。
4.1 顺序
按照程序正常的执行顺序，依次执行每条语句。
4.2 分支
分支流程又叫条件控制语句或者分支语句或者选择语句，是通过条件判断来决定执行的代码。
4.2.1 单分支
1）语法
if 表达式:
语句
2）说明
Python 程序语言指定任何非 0 和非空（null）值为 true，0 或者 null 为 false。
if 语句的判断条件可以用条件表达式来表示其关系，后面的 : 必须加。其中"判断条件"成立时（非零），则执行后面的语句，而执行内容可以多行，以缩进来区分表示同一范围，缩进取消后，就不在分支范围了。如果条件不成立，不执行语句块内容。
3）案例
商品价格 50，若余额小于 50 则提示"余额不足，请充值"，最后打印"欢迎下次光临"。
from random import randint
# 余额
balance = randint(0, 100)
# 价格
price = 50
# 打印余额
print(f"余额：{balance}")
# 比较余额和价格
if balance < price:
print("余额不足，请充值")
print("欢迎下次光临")
简单的语句组：你也可以在同一行的位置上使用 if 条件判断语句，例如：
var = 100
if (var == 100): print("变量 var 的值为100")
print("Good bye!")
4.2.2 双分支
1）语法
if 表达式:
语句1
else:
语句2
2）说明
先进行条件判断，如果条件判断成立就执行语句块 1，条件不成立就执行语句块 2。
3）案例
余额随机，商品价格 50。若余额小于 50 则提示"余额不足，请充值"，否则提示消费成功。最后打印"欢迎下次光临"。
from random import randint
# 余额
balance = randint(0, 100)
# 价格
price = 50
# 打印余额
print(f"余额：{balance}")
# 比较余额和价格
if balance < price:
# 如果余额小于价格
print("余额不足，请充值")
else:
# 如果余额大于价格
balance = balance - price
print(f"消费成功，余额：{balance}")
print("欢迎下次光临")
4.2.3 多分支
1）语法
if 表达式1:
语句1
elif 表达式2:
语句2
elif 表达式3:
语句3
else: # else 如不需要可以省略
语句4
2）说明
if 语句后面可以跟 elif…else 语句，这种语句可以检测到多种可能的情况，所以也称之为多分支结构。
使用多分支语句的时候，需要注意：
- if 语句至多有 1 个 else 语句，else 语句在所有的 elif 语句之后。
- if 语句可以有若干个 elif 语句，它们必须在 else 语句之前。
- 一旦其中一个分支语句检测为 true，其他的 elif 以及 else 语句都将不再执行。
3）案例
判断处于人生哪个阶段：
from random import randint
# 定义年龄并打印
print("此人年龄为", age := randint(0, 100))
if age < 2:
print("这是个婴儿")
elif age < 4:
print("这是个幼儿")
elif age < 13:
print("这是个儿童")
elif age < 20:
print("这是个青少年")
elif age < 65:
print("这是个成年人")
else:
print("这是个老人")
4.2.4 嵌套分支
1）语法
if 表达式1:
if 表达式2:
语句1
else:
语句2
else:
if 表达式3:
语句3
else:
语句4
2）说明
在一个 if 语句中，又包含另外一个 if 语句，这就是 if 语句的嵌套。
3）案例
给定一个三位的状态码，左边第一位标识大小写状态（1-大写，0-小写），第二位标识输入法语言（1-简体中文，0-英语），第三位标识输入法模式（1-中文，0-英文）。判断输入法的状态：
state = 0b011
# 判断是否为大写状态
if state & 0b100 == 0b100:
print("大写状态")
else:
# 判断是否为"简体中文-微软拼音"
if state & 0b010 == 0b010:
# 判断是否为"微软拼音-中文"
if state & 0b001 == 0b001:
print("微软拼音-中文")
else:
print("微软拼音-英文")
else:
print("英语-美式键盘")
4.2.5 match case 语句
1）语法
match x:
case a:
语句1
case b:
语句2
case _:
语句3
2）说明
Python 3.10 新增了 match case 的条件判断方式，match 后的对象会依次与 case 后的内容匹配，匹配成功则执行相应语句，否则跳过。其中 _ 可以匹配一切。
3）案例
给定月份，求该月有多少天。| 是专门用于模式匹配的操作符，它能把多个常量或者模式组合起来，实现"或"逻辑。
match month := 3:
case 1 | 3 | 5 | 7 | 8 | 10 | 12:
print(f"{month}月有31天")
case 4 | 6 | 9 | 11:
print(f"{month}月有30天")
case 2:
print(f"{month}月可能有28天")
case _:
print(f"{month}月有?天")
4.2.6 三目运算符
1）语法
表达式1 if 判断条件 else 表达式2
2）案例
使用 if 来获取两个数中较大的一个：
num1 = 2
num2 = 3
if num1 > num2:
max_num = num1
else:
max_num = num2
print(max_num)
以上代码可以通过三目运算符改写：
num1 = 2
num2 = 3
max_num = num1 if num1 > num2 else num2
print(max_num)
4.3 循环
在满足某个条件下，重复的执行某段代码。
4.3.1 while 循环
1）语法
while 表达式:
语句-循环体
2）说明
先判断条件是否成立，如果条件成立就执行循环体一次；然后再判断条件是否成立，如果成立，继续执行循环体，直到循环条件不成立的时候，才会结束循环。如果条件表达式一直成立，那称之为无限循环，也叫死循环。
3）案例
（1）第 1 周有 2 只兔子，此后每周兔子的数量都增加上周数量的 2 倍，且期间没有兔子死亡，求第 10 周共有多少只兔子：
rabbit = 2
week = 1
while week < 10:
rabbit = rabbit + rabbit * 2
week += 1
print(f"第{week}周有{rabbit}只兔子")
（2）打印进度条：
import time
num = 1
while num < 100:
print("\r" + "=" * num, end="")
num += 1
time.sleep(0.05)
4）while else 语句
while 后可以加上 else，当 while 表达式结果为 False 时会执行 else 中的语句。
rabbit = 2
week = 1
while week < 10:
rabbit = rabbit + rabbit * 2
week += 1
else:
print(f"第{week}周有{rabbit}只兔子")
此时 else 中代码，写在 else 中和写在循环外效果一样。else 一般和 break 一起使用，循环通过 break 终止后，else 中的代码不会执行。
4.3.2 for 循环
1）语法
for 循环可以用来遍历可迭代对象，如列表或字符串。
for 临时变量 in 可迭代对象:
语句
for 循环后也可以加上 else，循环结束后会执行 else 中语句。
for 临时变量 in 可迭代对象:
语句1
else:
语句2
2）说明
for是关键字- 临时变量是自己定义的用来存储遍历出来元素的变量名字
in是关键字- 可迭代对象是要遍历的序列
- 首先判断是否有下一个元素可以获取，如果有，则将元素取出，赋值给临时变量
- 直到将所有元素都取出，循环结束
3）案例
（1）遍历列表：
for i in [2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19]:
print(i)
（2）遍历字符串：
for i in "hello world":
print(i)
（3）遍历 range 数列：
for i in range(10):
print(i)
4）range()
- 作用：函数可以生成数列，它返回一个可迭代对象。
- 语法：
range([start,] stop[, step])start：生成序列的起始值（包含），默认 0stop：生成序列的结束值（不包含）step：生成序列的步长，默认为 1- 如果为正数：生成的序列是递增的，要求起始值 < 结束值
- 如果为负数：生成的序列是递减的，要求起始值 > 结束值
for i in range(10):
print(i)
for i in range(-10, 10):
print(i)
for i in range(10, -10, -3):
print(i)
5）嵌套循环
使用嵌套循环打印九九乘法表：
for i in range(1, 10):
for j in range(1, i + 1):
print(f"{i} × {j} = {i * j}", end="\t")
print()
4.3.3 continue
跳过当前循环块中的剩余语句，继续进行下一轮循环。一般写在 if 判断中。
案例：打印 0-9，跳过偶数：
for i in range(10):
if i % 2 == 0:
continue
print(i)
4.3.4 break
跳出当前 for 或 while 的循环体，一般写在 if 判断中。
如果 for 或 while 循环通过 break 终止，循环对应的 else 将不执行。
案例：求 0-9 每个数自己幂自己的加和，如果大于 10000000 则循环终止：
sum = 0
for i in range(10):
sum = sum + i**i
if sum > 10000000:
break
print(i, sum)
else:
print("循环完成,sum = ", sum)
4.3.5 pass
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。
例如：在一个循环中，如果循环体为空，语法会提示报错，这个时候我们就可以使用 pass 占位：
for i in range(10):
pass
