Python基础——分支和循环

Posted 2022-12-10 薛定谔的猫ovo

文章目录

• • if - else语句
  • • Python有效避免“悬挂else”
  • 条件表达式（三元操作符）
  • 断言assert
  • while循环语句
  • for循环语句
  • range()
  • break语句
  • continue语句

---

if - else语句

条件分支，也就是判断，习惯用到的是if-else的搭配。

if  条件：
 条件为真（True）执行的操作
else：
 条件为假（False）执行的操作

e.g. 按照100分制，92分以上成绩为A，80~ 90成绩为B，60~80成绩为C，60以下为D。要求写一个程序，当用户输入分数，自动转换为A、B、C、D的形式打印。

score = int(input('请输入一个分数:'))
if 90 <= score <= 100:
    print('A')
if 80 <= score < 90:
    print('B')
if 60 <= score < 80:
    print('C')
if 0 <= score <60:
    print('D')
if score < 0 or score >100:
    print('输入错误')

当然，也可以写成下面这种形式：

score = int(input('请输入一个分数:'))
if 90 <= score <= 100:
    print('A')
else:
    if 80 <= score < 90:
        print('B')
    else:
        if 60 <= score < 80:
            print('C')
        else:
            if 0 <= score <60:
                print('D')
            else:
                print('输入错误')

如果是这样写，条件多了可能会有诸多不便，故可以写成下面这种形式：

score = int(input('请输入一个分数:'))
if 90 <= score <= 100:
    print('A')
elif 80 <= score < 90:
    print('B')
elif 60 <= score < 80:
    print('C')
elif 0 <= score <60:
    print('D')
else:
    print('输入错误')

假设输入成绩是94，按照第一种方法，第一次判断成立，接着输出字母A，但是会接着进行第二、三、四、五次判断，然后条件都不符合，退出程序。
若采用第二、三种方式，那么在第一次判断成立并打印字母A后，接着就不需要再进行任何判断就可以直接退出程序。
可见，即使对于一个简单的例子，假设每判断一次就会消耗一个CPU的时间，那么第一种方法就比第二种和第三种方法多消耗了400%的时间！

---

Python有效避免“悬挂else”

什么叫做“悬挂else”？可以看下面这个例子。学过C语言的同学可能很容易被以下代码欺骗：

if(score>=80)
	if(score>=90)
		printf('A')
else
	printf('C')

在这个例子中，虽然else是想和外层的 if 匹配，但事实上按照C语言的就近匹配原则，这个else是属于内层 if 的。这就是悬挂else。（举个小例子，与上一个代码的题干无关）

但是，Python的缩进使用强制规定代码必须正确对齐，让程序员来决定else到底是属于哪一个if。这就减少了不确定性，所以在Python中制造出“悬挂else”的问题是不可能的。
所以，在Python中可以让else匹配外层 if ：

score = int(input('请输入一个分数:'))
if score >= 80:
    if score >= 90:
        print('A')
else:
    print('C')

当输入的分数小于80时，会打印字母C。（假设分数小于80时打分为C）

---

条件表达式（三元操作符）

我们所说的“多少元”操作符的意思是这个操作符有多少个操作数。
例如赋值操作符“=’’是二元操作符，所以它有左边和右边两个操作数。再例如“-”是一元操作符，它表示负号，因为只有一个操作数。

有了三元操作符的条件表达式，就可以使用一条语句来完成以下的条件判断和赋值操作：

if x < y :
	min = x
else:
	min = y

那么上面的代码用三元操作符是怎么表示的呢？

三元操作符语法：
$$a=xif条件elsey$$

所以当条件为True的时候，a的值赋值给x，否则赋值给y。
故上面的例子可以改进为：

min = x if x < y else y

---

断言assert

断言的语法有点像是 if 条件分支语句的近亲，故放在一起来讲。
assert这个关键字就称为“断言”。当这个关键字后面的条件为假的时候，程序自动崩溃并抛出AssertionError的异常。

什么情况下需要这样的代码呢？当我们在测试程序的时候就很好用，因为与其让错误的条件导致程序今后莫名其妙的崩溃，不如让错误条件出现的那一刻自我毁灭。

一般来说，可以用它在程序中置入检查点，当需要确保程序中的某一个条件一定为真时才能让程序正常工作时，assert关键字就非常有用了。

---

while循环语句

Python的while循环跟 if 条件分支类似，在条件为真的情况下，执行一段代码。不同的是，只要条件为真，while循环会一直重复执行那段代码，把这段代码称为循环体。

while 条件：
 循环体

---

for循环语句

Python的计数器循环，就是for循环。Python的for循环会自动调用迭代器的next()方法，会自动捕获StopIteration异常并结束循环。

---

range()

for循环其实还有一个小伙伴，range()内建函数。
range的语法为：
range( [start, ] stop [, step=1] )

这个BIF有三个参数，其中用中括号[]括起来的两个表示这两个参数是可选的。
step=1表示第三个参数的默认值是1。而第一个参数默认设置为0。
这个函数的作用就是生成一个从start参数的值开始，到stop参数的值结束的数字序列，其步长为step。注意：包含start的值，但不包含stop的值。

例如：range(5)会生成0~5的所有数字（包含0但不包含5）

传递两个参数的range()：

传递三个参数的range()：

---

break语句

break语句的作用是终止当前循环，跳出循环体。

number = 8
answer = int(input("猜一个1到10之间的整数："))
while True:
    if answer == number:
        break
    answer = int(input("错误，请重新输入："))
print("游戏结束")

程序运行后，只有当用户输入8的时候，才会执行break语句，也就是跳出while循环体，否则将会一直执行循环：

---

continue语句

continue语句的作用是终止本轮循环并开始下一轮循环（这里要注意的是，在开始一轮循环之前，会先测试循环条件）。

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

其执行结果为：