Python 控制流
在到目前为止我们所见到的程序中,总是有一系列的语句,Python忠实地按照它们的顺序执行它们。如果你想要改变语句流的执行顺序,该怎么办呢?例如,你想要让程序做一些决定,根据不同的情况做不同的事情,例如根据时间打印“早上好”或者“晚上好”。
你可能已经猜到了,这是通过控制流语句实现的。在Python中有三种控制流语句——if
、for
和while
。
if语句
if
语句用来检验一个条件, 如果 条件为真,我们运行一块语句(称为 if-块 ), 否则 我们处理另外一块语句(称为 else-块 )。 else 从句是可选的。
使用if语句
#!/usr/bin/python
# Filename: if.py
number =
23
guess =
int
(
raw_input
(
'Enter an integer : '
))
if
guess == number:
print
'Congratulations, you guessed it.'
# New block starts here
print
"(but you do not win any prizes!)"
# New block ends here
elif
guess < number:
print
'No, it is a little higher than that'
# Another block
# You can do whatever you want in a block ...
else
:
print
'No, it is a little lower than that'
# you must have guess > number to reach here
print
'Done'
# This last statement is always executed, after the if statement is executed
(源文件:code/if.py)
输出
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
它如何工作
在这个程序中,我们从用户处得到猜测的数,然后检验这个数是否是我们手中的那个。我们把变量number
设置为我们想要的任何整数,在这个例子中是23
。然后,我们使用raw_input()
函数取得用户猜测的数字。函数只是重用的程序段。我们将在下一章学习更多关于函数的知识。
我们为内建的raw_input
函数提供一个字符串,这个字符串被打印在屏幕上,然后等待用户的输入。一旦我们输入一些东西,然后按回车键之后,函数返回输入。对于raw_input
函数来说是一个字符串。我们通过int
把这个字符串转换为整数,并把它存储在变量guess
中。事实上,int
是一个类,不过你想在对它所需了解的只是它把一个字符串转换为一个整数(假设这个字符串含有一个有效的整数文本信息)。
接下来,我们将用户的猜测与我们选择的数做比较。如果他们相等,我们打印一个成功的消息。注意我们使用了缩进层次来告诉Python每个语句分别属于哪一个块。这就是为什么缩进在Python如此重要的原因。我希望你能够坚持“每个缩进层一个制表符”的规则。你是这样的吗?
注意if
语句在结尾处包含一个冒号——我们通过它告诉Python下面跟着一个语句块。
然后,我们检验猜测是否小于我们的数,如果是这样的,我们告诉用户它的猜测大了一点。我们在这里使用的是elif
从句,它事实上把两个相关联的if else-if else
语句合并为一个if-elif-else
语句。这使得程序更加简单,并且减少了所需的缩进数量。
elif
和else
从句都必须在逻辑行结尾处有一个冒号,下面跟着一个相应的语句块(当然还包括正确的缩进)。
你也可以在一个if块中使用另外一个if
语句,等等——这被称为嵌套的if
语句。
记住,elif
和else
部分是可选的。一个最简单的有效if
语句是:
if
True
:
print
'Yes, it is true'
在Python执行完一个完整的if
语句以及与它相关联的elif
和else
从句之后,它移向if
语句块的下一个语句。在这个例子中,这个语句块是主块。程序从主块开始执行,而下一个语句是print 'Done'
语句。在这之后,Python看到程序的结尾,简单的结束运行。
尽管这是一个非常简单的程序,但是我已经在这个简单的程序中指出了许多你应该注意的地方。所有这些都是十分直接了当的(对于那些拥有C/C++背景的用户来说是尤为简单的)。它们在开始时会引起你的注意,但是以后你会对它们感到熟悉、“自然”。
给C/C++程序员的注释
在Python中没有switch
语句。你可以使用if..elif..else
语句来完成同样的工作(在某些场合,使用字典会更加快捷。)
while语句
只要在一个条件为真的情况下,while
语句允许你重复执行一块语句。while
语句是所谓 循环 语句的一个例子。while
语句有一个可选的else
从句。
使用while语句
#!/usr/bin/python
# Filename: while.py
number =
23
running =
True
while
running:
guess =
int
(
raw_input
(
'Enter an integer : '
))
if
guess == number:
print
'Congratulations, you guessed it.'
running =
False
# this causes the while loop to stop
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.'
# Do anything else you want to do here
print
'Done'
(源文件:code/while.py)
输出
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
它如何工作
在这个程序中,我们仍然使用了猜数游戏作为例子,但是这个例子的优势在于用户可以不断的猜数,直到他猜对为止——这样就不需要像前面那个例子那样为每次猜测重复执行一遍程序。这个例子恰当地说明了while
语句的使用。
我们把raw_input
和if
语句移到了while
循环内,并且在while循环开始前把running
变量设置为True
。首先,我们检验变量running
是否为True
,然后执行后面的 while-块 。在执行了这块程序之后,再次检验条件,在这个例子中,条件是running
变量。如果它是真的,我们再次执行while-块,否则,我们继续执行可选的else-块,并接着执行下一个语句。
当while
循环条件变为False
的时候,else
块才被执行——这甚至也可能是在条件第一次被检验的时候。如果while
循环有一个else
从句,它将始终被执行,除非你的while
循环将永远循环下去不会结束!
True
和False
被称为布尔类型。你可以分别把它们等效地理解为值1
和0
。在检验重要条件的时候,布尔类型十分重要,它们并不是真实的值1
。
else块事实上是多余的,因为你可以把其中的语句放在同一块(与while
相同)中,跟在while
语句之后,这样可以取得相同的效果。
给C/C++程序员的注释
记住,你可以在while
循环中使用一个else
从句。
for循环
for..in
是另外一个循环语句,它在一序列的对象上 递归 即逐一使用队列中的每个项目。我们会在后面的章节中更加详细地学习序列。
使用for语句
#!/usr/bin/python
# Filename: for.py
for
i
in
range
(
1
,
5
):
print
i
else
:
print
'The for loop is over'
输出
1
2
3
4
The for loop is over
它如何工作
在这个程序中,我们打印了一个 序列 的数。我们使用内建的range
函数生成这个数的序列。
我们所做的只是提供两个数,range
返回一个序列的数。这个序列从第一个数开始到第二个数为止。例如,range(1,5)
给出序列[1, 2, 3, 4]
。默认地,range
的步长为1。如果我们为range
提供第三个数,那么它将成为步长。例如,range(1,5,2)
给出[1,3]
。记住,range 向上 延伸到第二个数,即它不包含第二个数。
for
循环在这个范围内递归——for i in range(1,5)
等价于for i in [1, 2, 3, 4]
,这就如同把序列中的每个数(或对象)赋值给i,一次一个,然后以每个i
的值执行这个程序块。在这个例子中,我们只是打印i的值。
记住,else
部分是可选的。如果包含else,它总是在for
循环结束后执行一次,除非遇到break语句。
记住,for..in
循环对于任何序列都适用。这里我们使用的是一个由内建range
函数生成的数的列表,但是广义说来我们可以使用任何种类的由任何对象组成的序列!我们会在后面的章节中详细探索这个观点。
给C/C++/Java/C#程序员的注释
Python的for
循环从根本上不同于C/C++的for
循环。C#程序员会注意到Python的for
循环与C#中的foreach
循环十分类似。Java程序员会注意到它与Java 1.5中的for (int i : IntArray)
相似。
在C/C++中,如果你想要写for (int i = 0; i < 5; i++)
,那么用Python,你写成for i in range(0,5)
。你会注意到,Python的for
循环更加简单、明白、不易出错。
break语句
break
语句是用来 终止 循环语句的,即哪怕循环条件没有称为False
或序列还没有被完全递归,也停止执行循环语句。
一个重要的注释是,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。
使用break语句
#!/usr/bin/python
# Filename: break.py
while
True
:
s =
raw_input
(
'Enter something : '
)
if
s ==
'quit'
:
break
print
'Length of the string is'
,
len
(s)
print
'Done'
(源文件:code/break.py)
输出
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 12
Enter something : quit
Done
它如何工作
在这个程序中,我们反复地取得用户地输入,然后打印每次输入地长度。我们提供了一个特别的条件来停止程序,即检验用户的输入是否是'quit'
。通过 终止 循环到达程序结尾来停止程序。
输入字符串的长度通过内建的len
函数取得。
记住,break
语句也可以在for
循环中使用。
G2的Python诗
我在这里输入的是我所写的一段小诗,称为G2的Python诗:
When the work is done
if you wanna make your work also fun:
use Python!
continue语句
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。
使用continue语句
#!/usr/bin/python
# Filename: continue.py
while
True
:
s =
raw_input
(
'Enter something : '
)
if
s ==
'quit'
:
break
if
len
(s) <
3
:
continue
print
'Input is of sufficient length'
# Do other kinds of processing here...
(源文件:code/continue.py)
输出
Enter something : a
Enter something : 12
Enter something : abc
Input is of sufficient length
Enter something : quit
它如何工作
在这个程序中,我们从用户处取得输入,但是我们仅仅当它们有至少3个字符长的时候才处理它们。所以,我们使用内建的len
函数来取得长度。如果长度小于3,我们将使用continue
语句忽略块中的剩余的语句。否则,这个循环中的剩余语句将被执行,我们可以在这里做我们希望的任何处理。
注意,continue
语句对于for
循环也有效。