30天Python入门到进阶——第5天：流程控制

Posted 2022-09-23

已经进行了四天的Python学习体验。到目前为止，已经能够涵盖 Python 的一些基本语法以及数据类型，以及如何使用内置函数和方法以及一些最佳实践对它们执行操作。这可能是 Python 的枯燥部分。今天短期目标是理解逻辑和条件编程，以及在 Python 中使用循环重复任务。这可是很有意思的！

流程控制

流程控制指的是代码运行逻辑、分支走向、循环控制，是真正体现我们程序执行顺序的操作。流程控制一般分为顺序执行、条件判断和循环控制。这里面体现了一种传统编程中的“因果关系”，也就是有什么样的因就产生什么样的果，有什么输入就会有相应的输出，同一个输入不管执行多少次必然得到同样的输出，所有的都是确定的、可控的。与之相对的则是最近火得一塌糊涂的人工智能，比如机器学习、神经网络和深度学习，这些不再是“因果关系”编程，而是“统计关系”编程，同一个输入每次的执行结果有可能不一样。

流程图

再简要介绍一下流程图。程序流程图和伪代码在本质上其实是一样的，只不过一个用文字表达一个用图片表达，图片画着费点事，但看着直观，文字书写方便，但不够直观。

在程序流程图绘制过程中，主要使用下图中的图标：

通过带方向的箭头和相应的说明文字，连接各图标，形成了流程图，例子如下：

顺序执行

虽然我们有各种流程判断、循环、跳转、控制、中断等等，但从根本上程序还是逐行顺序执行的。

Python代码在执行过程中，遵循下面的基本原则：

• 普通语句，直接执行；
• 碰到函数，将函数体载入内存，并不直接执行
• 碰到类，执行类内部的普通语句，但是类的方法只载入，不执行
• 碰到if、for等控制语句，按相应控制流程执行
• 碰到@，break，continue等，按规定语法执行
• 碰到函数、方法调用等，转而执行函数内部代码，执行完毕继续执行原有顺序代码

if __name__ == __main__:

很多时候，我们经常在python程序中看到这么一行语句，这里简要解释一下：

首先，​​__name__​​​是所有模块都会有的一个内置属性，一个模块的​​__name__​​​值取决于你如何调用模块。假如你有一个​​test.py​​​文件，如果在​​a.py​​​文件中使用import导入这个模块​​import test.py​​​，那么​​test.py​​​模块的​​__name__​​​属性的值就是​​test​​​，不带路径或者文件扩展名。但是很多时候，模块或者说脚本会像一个标准的程序样直接运行，也就是类似​​python test.py​​​这种方式，在这种情况下, ​​__name__​​​ 的值将是一个特别缺省值​​"__main__"​​。

根据上面的特性，可以用​​if __name__ == __main__​​来判断是否是在直接运行该py文件！如果是，那么if代码块下的语句就会被执行，如果不是，就不执行。该方法常用于对模块进行测试和调试，区分直接运行和被导入两种情况的不同执行方式！

条件判断

条件判断是通过一条或多条判断语句的执行结果（True或者False）来决定执行的代码块。

在Python语法中，使用if、elif和else三个关键字来进行条件判断。

age = input(Please enter your age)
if(int(age) >= 18):
  print(You are allowed to enter the club)
else:
  print(Sorry! you are not allowed!)

上面是Python中if-else条件语句的示例。它用于根据某些条件执行逻辑。如果未满足条件，则执行else块中的代码。来自javascript领域，我注意到的区别是if-else块周围没有花括号，而是在条件语句后使用​​:​​。条件语句中的块也缩进。

exam_score = input(Enter your exam score)
if(int(exam_score) > 90):
  print(You have got grade A+)
elif(int(exam_score) > 80):
  print(You have got grade A)
else:
  print(You have got grade B)

如果需要执行多个条件，则使用​​elif​​​块。在包括JavaScript在内的许多其他编程语言中，它被称为​​else if​​​块。可以有任意数量的​​else if​​块来检查不同的条件。Python使其更加紧凑。

is_adult = True
is_licensed = True

if(is_adult and is_licensed): ## In JavaScript && is used instead of and
  print(You are allowed to drive)
else:
  print(You are not allowed to drive)

上面的代码检查单个表达式中的两个条件以执行块。​​and​​​关键字用于检查两个条件的计算结果是否都为​​True​​，然后仅执行块。这个语法很容易理解！Python无疑更具可读性。

条件判断的使用原则：

• 每个条件后面要使用冒号（:）作为判断行的结尾，表示接下来是满足条件（结果为True）后要执行的语句块。
• 除了if分支必须有，elif和else分支都可以根据情况省略。
• 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。
• 顺序判断每一个分支，任何一个分支首先被命中并执行，则其后面的所有分支被忽略，直接跳过！
• 在Python中没有switch – case语句。

缩进

缩进是使用空格/制表符分隔代码行的方法，以便解释器可以区分代码块并相应地执行代码。与JavaScript不同，Python不使用任何大括号，而是使用缩进来大块代码。代码编辑器通过自动缩进使我们的生活变得轻松（比如Pycharm或者VS）。

if(10 > 8):
  print(Such a silly logic. I will get printed)
else:
  print(I will never get printed)
  print(I am not get printed coz I am indented)

# Now without indentation
if(10 > 8):
  print(Such a silly logic. I will get printed)
else:
  print(I will never get printed)
print(I will be printed anyways coz I am not indented)
# The above line gets printed always as interpreter treats it as a new line

真假

• 计算为 true 的值称为真
• 计算为 false 的值称为假

检查条件时，使用类型转换将条件内的表达式计算为布尔值。现在所有值都被认为是“真实的”，除了以下是“虚假的”：

• ​​None​​
• ​​False​​
• ​​0​​
• ​​0.0​​
• ​​0j​​
• ​​Decimal(0)​​
• ​​Fraction(0, 1)​​
• ​​[]​​​- 一个空的​​list​​
• ​​​​​- 一个空的​​dict​​
• ​​()​​​- 一个空的​​tuple​​
• ​​​​​- 一个空的​​str​​
• ​​b​​​- 一个空的​​bytes​​
• ​​set()​​​- 一个空的​​set​​
• 一个空的​​range​​​，像​​range(0)​​
• 对象

• ​​obj.__bool__()​​​返回​​False​​
• ​​obj.__len__()​​​返回​​0​​

username = santa # bool(santa) => True
password = superSecretPassword # bool(superSecretPassword) => True
if username and password:
  print(Details found)
else:
  print(Not found)

短路

在单个语句中检查多个逻辑条件时，解释器足够聪明，可以在第一个条件失败时忽略其余的条件检查。这被称为短路。可以用一个例子更好地解释：

knows_javascript = True
knows_python = True

if(knows_javascript or knows_python): # doesnt depend on value of knows_python
  print(Javscript or python developer)
else:
  print(Some other developer)

knows_javascript = False
knows_python = True

if(knows_javascript and knows_python): # doesnt depend on value of knows_python
  print(Javscript or python developer)
else:
  print(Some other developer)

​​or​​​是python中的一个条件运算符。

运算符

Python语言支持以下类型的运算符:

• 算术运算符
• 比较（关系）运算符
• 赋值运算符
• 逻辑运算符
• 位运算符
• 成员运算符
• 身份运算符
• 三目运算符

算术运算符

以下假设变量： a=10，b=20：

比较运算符

以下假设变量a为10，变量b为20：

赋值运算符

以下假设变量a为10，变量b为20：

注意对于 ​​a /= b​​​ 之类的操作，等同于​​a = a / b​​​， 而不是 ​​a = b / a​​，方向一定不要搞反了。

位运算符

按位运算符是把数字看作二进制来进行计算的。Python中的按位运算法则如下： 下表中变量 a 为 60，b 为 13：

逻辑运算符

Python语言支持逻辑运算符，但是没有其它语言中的​​&&​​​和​​||​​​语法，取而代之的是更加人性化的英文单词​​and or not​​​（全部都是小写字母）。除了 ​​and​​​和​​or​​​之外，Python 中几乎没有逻辑运算符，例如​​not​​​, ​​>​​​, ​​<​​​, ​​==​​​, ​​>=​​​, ​​<=​​​,​​!=​​。

以下假设变量 a 为 10, b为 20:

print(10 > 100) # False
print(10 < 100) # True
print(10 == 10) # True
print(10 != 50) # True
print(2 > 1 and 2 > 0) # True
print(not(True)) # False
print(not False) # True

一些奇怪的操作

print(True == True) #True
print( == 1) # False
print([] == 1) # False
print(10 == 10.0) # True
print([] == []) # True

​​==​​检查双方的值。如果它们不相同，它会转换类型。

Python 有一个严格的检查运算符​​is​​​，它检查值及其内存位置。它几乎类似于​JavaScript 中的​​===​​运算符。

print(True is True) # True
print( is 1) # False
print([] is 1) # False
print(10 is 10.0) # False
print([] is []) # False

成员运算符

​​in 与 not in​​是Python独有的运算符（全部都是小写字母），用于判断对象是否某个集合的元素之一，非常好用，并且运行速度很快。返回的结果是布尔值类型的True或者False。

身份运算符

这也是Python的特色语法（全部都是小写字母）。

三元运算符

在研究Python中三元运算符的语法时，起初我觉得有点混乱，但后来发现与我在JavaScript世界中熟悉的运算符相比，它很容易阅读。

is_single = True
message = You can date if is_single else you cannot date
# result = (value 1) if (condition is truthy) else (value 2)
print(message) # You can date

三元运算符有时也称为条件表达式。这是在单个语句中检查条件的一种非常方便的方法。我将它与JavaScript 的​​?​​运算符语法进行了比较，以便于更好的理解。

运算符优先级

下表列出了从最高到最低优先级的所有运算符。优先级高的运算符优先计算或处理，同级别的按从左往右的顺序计算（赋值运算符除外，它是按从右往左的顺序）

总结

这就是今天的全部内容。覆盖了流程控制中的顺序结构和条件判断模块，明天我们将学习循环模块，可能还会加入一点函数的基础知识。又度过了美好的一天，朝着学习 Python 的目标又迈出了一小步。希望你喜欢这个系列并从中获得一些价值。如果对你有点点帮助，可以点个关注和收藏，感谢你的支持，谢谢！