《Python從小白到大牛》第8章 控制語句

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程式設計中的控制語句有三種，即順序、分支和迴圈語句。Python程式通過控制語句來管理程式流，完成一定的任務。程式流是由若干個語句組成的，語句可以是一條單一的語句，也可以是複合陳述式。Python中的控制語句有以下幾類：

• 分支語句：if

• 迴圈語句：while和for

• 跳躍陳述式：break、continue和return

分支語句

分支語句提供了一種控制機制，使得程式具有了“判斷能力”，能夠像人類的大腦一樣分析問題。分支語句又稱條件陳述式，條件陳述式使部分程式可根據某些運算式的值被有選擇地執行。

Python中的分支語句只有if語句。if語句有三種結構：if結構、if-else結構和elif結構三種。

if結構

如果條件計算為True就執行語句組，否則就執行if結構後面的語句。文法結構如下：

if 條件 :  語句組

if結構範例程式碼如下：

# coding=utf-8# 代碼檔案：chapter8/8.1.1/hello.pyimport sysscore = int(sys.argv[1]) # 獲得命令列傳入的參數 ①if score >= 85:    print("您真優秀！")if score < 60:    print("您需要加倍努力！")if (score >= 60) and (score < 85):    print("您的成績還可以，仍需繼續努力！")

為了靈活輸入分數（score）本例中使用了sys.argv，sys.argv能夠返回命令列參數列表，見代碼第①行。sys.argv[1]返回參數列表的第二個元素，因為第一個元素（sys.argv[0]）是執行的Python檔案名稱。由於參數列表中元素的字串，所以還需要使用int函數將字串轉換為int類型。另外，為了使用sys.argv命令列參數列表，還需要在檔案開始通過import
sys語句匯入sys模組。

執行時需要開啟Windows命令列提示符，輸入如下指令，8-1所示。

python ch8.1.1.py 80

如果在程式需要擷取sys.argv[0]元素傳回值是ch8.1.1.py。

注意 使用sys.argv擷取命令列參數列表的程式碼，不能在Python
Shell環境下運行獲得參數列表。

if-else結構

幾乎所有的電腦語言都有這個結構，而且結構的格式基本相同，語句如下：

if 條件 :   語句組1 else :   語句組2 

當程式執行到if語句時，先判斷條件，如果值為True，則執行語句組1，然後跳過else語句及語句組2，繼續執行後面的語句。如果條件為False，則忽略語句組1而直接執行語句組2，然後繼續執行後面的語句。

if-else結構範例程式碼如下：

# coding=utf-8# 代碼檔案：chapter8/ch8.1.2.pyimport sysscore = int(sys.argv[1])  # 獲得命令列傳入的參數if score >= 60:    print("及格")    if score >= 90:        print("優秀")else:print("不及格")

樣本執行過程參考8.1.1節，這裡不再贅述。

elif結構

elif結構如下：

if 條件1 :     語句組1 elif 條件2 :    語句組2elif 條件3 :    語句組3 ... elif 條件n :    語句組nelse :    語句組n＋1

可以看出，elif結構實際上是if-else結構的多層嵌套，它明顯的特點就是在多個分支中只執行一個語句組，而其他分支都不執行，所以這種結構可以用於有多種判斷結果的分支中。

elif結構範例程式碼如下：

# coding=utf-8# 代碼檔案：chapter8/ch8.1.3.pyimport sysscore = int(sys.argv[1])  # 獲得命令列傳入的參數if score >= 90:    grade = ‘A‘elif score >= 80:    grade = ‘B‘elif score >= 70:    grade = ‘C‘elif score >= 60:    grade = ‘D‘else:    grade = ‘F‘print("Grade = " + grade)

樣本執行過程參考8.1.1節，這裡不再贅述。

三元運算子替代品——條件運算式

在前面學習運算子時，並沒有提到類似Java語言的三元運算子[^1]。為提供類似的功能Python提供了條件運算式，條件運算式文法如下：
[^1]: 三元運算子的文法形式：條件 ? 運算式1 :
運算式2，當條件為真時，運算式1返回，否則運算式2返回。

>   運算式1 if 條件 else 運算式2

其中，當條件計算為True時，返回運算式1，否則返回運算式2。

條件運算式例代碼如下：

# coding=utf-8# 代碼檔案：chapter8/ch8.1.4.pyimport sysscore = int(sys.argv[1])  # 獲得命令列傳入的參數result = ‘及格‘ if score >= 60 else ‘不及格‘print(result)

樣本執行過程參考8.1.1節，這裡不再贅述。

從樣本可見，條件運算式事實上就是if-else結構，而普通的if-else結構不是運算式，不會有傳回值，而條件運算式比較進行條件判斷，而且還會有傳回值。

迴圈語句

迴圈語句能夠使程式碼重複執行。Python支援兩種迴圈構造類型：while和for。

while語句

while語句是一種先判斷的迴圈結構，格式如下：

while 迴圈條件 :     語句組 [else:        語句組]

while迴圈沒有初始化語句，迴圈次數是不可知的，只要迴圈條件滿足，迴圈就會一直執行迴圈體。while迴圈中可以帶有else語句，else語句將在8.3節詳細介紹。

下面看一個簡單的樣本，代碼如下：

# coding=utf-8# 代碼檔案：chapter8/ch8.2.1.pyi = 0while i * i < 100_000:    i += 1print("i = {0}".format(i))print("i * i = {0}".format(i * i))

輸出結果如下：

i = 317i * i = 100489

上述程式碼的目的是找到平方數小於100_000的最大整數。使用while迴圈需要注意幾點，while迴圈條件陳述式中只能寫一個運算式，而且是一個布爾型運算式，那麼如果迴圈體中需要迴圈變數，就必須在while語句之前對迴圈變數進行初始化。本例中先給i賦值為0，然後在迴圈體內部必須通過語句更改迴圈變數的值，否則將會發生死迴圈。

提示
為了閱讀方便，整數和浮點數均可添加多個0或底線以提高可讀性，如000.01563和_360_000，兩種格式均不會影響實際值。底線一般是每三位加一個。

for語句

for語句是應用最廣泛、功能最強的一種迴圈語句。Python語言中沒有C語言風格的for語句，它的for語句相等於Java中增強for迴圈語句，只用於對序列，序列包括字串、列表和元組進行遍曆。

for語句一般格式如下：

for 迭代變數 in 序列 :　　語句組[else:        語句組]

“序列”表示所有的實現序列的類型都可以使用for迴圈。“迭代變數”是從序列中迭代取出的元素，然後執行迴圈體。for迴圈中也可以帶有else語句，else語句將在8.3節詳細介紹。

範例程式碼如下：

# coding=utf-8# 代碼檔案：chapter8/ch8.2.2.pyprint("----範圍-------")for num in range(1, 10):  # 使用範圍    ①    print("{0} x {0} = {1}".format(num, num * num))print("----字串-------")#  for語句for item in ‘Hello‘:    ②    print(item)# 聲明整數列表numbers = [43, 32, 53, 54, 75, 7, 10]   ③print("----整數列表-------")#  for語句for item in numbers:    ④       print("Count is : {0}".format(item))

輸出結果：

----範圍-------1 x 1 = 12 x 2 = 43 x 3 = 94 x 4 = 165 x 5 = 256 x 6 = 367 x 7 = 498 x 8 = 649 x 9 = 81----字串-------Hello----整數列表-------Count is : 43Count is : 32Count is : 53Count is : 54Count is : 75Count is : 7Count is : 10

上述代碼第①行range(1, 10)函數是建立範圍（range）對象，它的取值是1 ≤ range(1, 10)
\< 10，步長為1，總共10整數。範圍也一種整數序列，關於範圍會在8.4節詳細介紹。

代碼第②行是迴圈字串Hello，字串也是一個序列，所以可以用for迴圈變數。

代碼第③行是定義整數列表，關於列表會在後面第9章詳細介紹。代碼第④行是遍曆列表numbers。

跳躍陳述式

跳躍陳述式能夠改變程式的執行順序，可以實現程式的跳轉。Python有3種跳躍陳述式：break、continue和return。本節重點介紹break和continue語句的使用。return將後面章節介紹。

break語句

break語句可用於上一節介紹的while和for迴圈結構，它的作用是強行退出迴圈體，不再執行迴圈體中剩餘的語句。

下面看一個樣本，代碼如下：

# coding=utf-8# 代碼檔案：chapter8/ch8.3.1.pyfor item in range(10):    if item == 3:        # 跳出迴圈        break    print("Count is : {0}".format(item))

在上述程式碼中，當條件item
==3的時候執行break語句，break語句會終止迴圈。range(10)函數省略了開始參數，預設是從0開始的。程式啟動並執行結果如下：

Count is : 0Count is : 1Count is : 2

continue語句

continue語句用來結束本次迴圈，跳過迴圈體中尚未執行的語句，接著進行終止條件的判斷，以決定是否繼續迴圈。

下面看一個樣本，代碼如下：

# coding=utf-8# 代碼檔案：chapter8/ch8.3.2.pyfor item in range(10):    if item == 3:        continue    print("Count is : {0}".format(item))

在上述程式碼中，當條件item
==3的時候執行continue語句，continue語句會終止本次迴圈，迴圈體中continue之後的語句將不再執行，接著進行下次迴圈，所以輸出結果中沒有3。程式運行結果如下：

Count is: 0Count is: 1Count is: 2Count is: 4Count is: 5Count is: 6Count is: 7Count is: 8Count is: 9

while和for中的else語句

在前面8.2節介紹while和for迴圈時，還提到他們都可以跟有else語句，它與if語句中的else不同。這裡的else是在迴圈體正常結束時才啟動並執行代碼，當迴圈被中斷時不執行，break、return和異常拋出都會中斷迴圈。迴圈中的else語句流程圖8-2所示。

範例程式碼如下：

# coding=utf-8# 代碼檔案：chapter8/ch8.3.3.pyi = 0while i * i < 10:    i += 1    # if i == 3:    #     break    print("{0} * {0} = {1}".format(i, i * i))else:    print(‘While Over!‘)print(‘-------------‘)for item in range(10):    if item == 3:        break    print("Count is : {0}".format(item))else:    print(‘For Over!‘)

運行結果如下：

1 * 1 = 12 * 2 = 43 * 3 = 94 * 4 = 16While Over!-------------Count is : 0Count is : 1Count is : 2

上述代碼中在while迴圈中break語句被注釋了，因此會進入else語句，所以最後輸出While
Over!。而在for迴圈中當條件滿足時break語句執行，程式不會進入else語句，最後沒有輸出For
Over!。

使用範圍

在前面的學習過程中多次需要使用範圍，範圍在Python中類型是range，表示一個整數序列，建立範圍對象使用range()函數，range()函數文法如下：

range([start,] stop[, step])

三個參數全部是整數類型，其中start是開始值，可以省略，表示從0開始；stop是結束值；step是步長。注意start
≤ 整數序列取值 \< stop，步長step可以為負數，可以建立遞減序列。

範例程式碼如下：

# coding=utf-8# 代碼檔案：chapter8/ch8.3.4.pyfor item in range(1, 10, 2):        ①    print("Count is : {0}".format(item))print(‘--------------‘)for item in range(1, -10, -3):  ②    print("Count is : {0}".format(item))

輸出結果如下：

Count is : 1Count is : 3Count is : 5Count is : 7Count is : 9--------------Count is : 0Count is : -3Count is : -6Count is : -9

上述代碼第①行是建立一個範圍，步長是2，包含的元素見輸出結果，有5個元素。代碼第②行是建立一個遞減範圍，步長是-3，包含的元素見輸出結果，有4個元素，包含的元素見輸出結果。

本章小結

通過對本章內容的學習，讀者可以瞭解到Python語言的控制語句，其中包括分支語句if、迴圈語句（while和for）和跳躍陳述式（break和continue）等。最後還介紹了範圍。

配套視頻

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配套原始碼

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電子書

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