自学教程：Python基础教程之控制结构详解

0. 学习目标

Python 是简洁、易学、面向对象的编程语言。它不仅拥有强大的原生数据类型，也提供了简单易用的控制语句。在《Python基础教程》的系列博文中，我们已经介绍了 Python 中的内置原生数据类型，并且也了解了程序如何利用输入、输出语句与用户进行交互。本节的主要目标是介绍 Python 的控制语句，为接下来的学习奠定基础，本文会完整的介绍学习数据结构和算法所需的 Python 基础知识及基本思想，并给出相应的实战示例及解释。

• 理解并掌握 Python 条件语句与循环语句
• 掌握 Python 条件语句与循环语句的复杂嵌套以及列表解析式

1. 代码块与缩进

代码块是一组语句，Python 中用于定义代码块的语法对于所有控制结构来说是相同的，可用于满足条件时执行代码( if 语句)，也可用于代码多次执行(循环)等。代码块是通过缩进代码(可以使用空格或制表符)来创建的。在Python中，使用冒号 (:) 指出接下来是一个代码块，在同一个代码块中，各行代码的缩进量(一般每级缩进 4 个空格)必须相同：

if condition is True:    print('this is a block')    print('another line of this block')print('escaped the previous block')

在指定函数体和类体时，代码块的原则同样适用。

2. 条件语句

以上示例语句都是逐条执行的，但实际应用中让程序选择执行特定的语句块是必备的。这时布尔类型就派上用场了。

用作布尔表达式时，标准值 False 和 None、数值 0、空序列(如空字符串、空元组和空字典等)都被视为假，而其他值均被视为真。这意味着任何 Python 值都可解释为真值，但 True 和 False 为标准真值。在 C 语言中，标准真值为 0 (表示假)和 1 (表示真)。实际上，True 和 False 是 0 和 1 的别名，其作用是完全相同的：

>>> bool('')False>>> bool([0])True>>> bool('Hello world')True>>> True == 1True>>> True + 23

程序运行时，Python 会在需要时自动将任意值转换为布尔值，而无需显式地进行转换：

# test_bool.pystring_test = 'Hello world'if string_test:    print('Automatic conversion ')

以上脚本执行结果如下，表明 Python 执行了自动转换：

Automatic conversion

需要注意的是，虽然值转换为真值后可能相等，例如 bool({}) == bool([]) == False，但本身它们并不相等，即 {} != []：

>>> bool({}) == bool([])True>>> {} == []False

2.1 if 语句

条件语句(也称 if 语句)能够有条件地执行代码，如果条件( if 和冒号之间的表达式)为真，就执行后续代码块；如果条件为假，就不执行：

if flag == True:    flag = Falseprint(flag)

上示 if 语句也称单路分支结构，如果 flag 为 True，则将其变为 False，再打印 flag 值。还有另一种条件结构称为二元分支(也称 if...else 语句)：

answer = input('Please enter your answer: ')if answer == 'A':    print('Right!')else:    print('Error!')

在上述例子中，Python 会检查用户输入答案，如果输入为 A，则打印 “Right!”，否则，会执行else 分支打印 “Error!”。

要检查多个条件，可使用 elif，elif 是 else if 的缩写，可以将其理解为包含条件的 else 子句：

num = int(input('Please enter a number: ')) if num > 0:     print('The number is positive') elif num < 0:     print('The number is negative') else:     print('The number is zero') 

需要注意的是，在使用 elif 时，最后的 else 是必需的，它用来在所有分支条件都不满足的情况下提供默认分支。

上述三种条件结构可以用以下流程图表示：

综上，我们可以总结出 Python 中，条件语句的最一般形式：

if first_condition:    first_blockelif second_condition:    second_blockelif third_condition:    third_blockelse:    fourth_block

每个条件都是一个布尔表达式，每个代码块包含一个或多个满足条件时要执行的语句。如果第一个条件为真，则执行第一个代码块，而不会评估其他条件。如果第一个条件失败，则继续判断第二个条件，以此类推。if 语句可以包括任意数量的 elif 子句 (也可以为 0 个)，最后一个 else 子句是可选的。

2.2 if 语句的嵌套

条件结构支持嵌套，即在 if 语句中调用任意数量的 if 语句：

if alcohol < 20:    print('Does not constitute drinking behavior!')else:    if alcohol > 80:        print('Already meet drinking and driving standards!')    else:        print('Has reached the standard for drunk driving!')

上述程序所表达的逻辑可以用流程图表示：

2.3 断言

为了让程序在错误条件出现时立即中止，Python 还提供了类似 if 语句的关键字：assert，使用此关键字可以要求某些条件必须得到满足。assert 语句类似检查点，当我们知道程序的执行必须满足特定条件，才能正确地运行时，使用assert 语句可以及时终止程序运行，类似网站注册时邮箱格式正确性的检查：

>>> mail_1 = 'test123456789@gmail.com'>>> assert mail_1.endswith('.com')>>> mail_2 = 'test123456789@gmail.con'>>> assert mail_2.endswith('.com')Traceback (most recent call last):  File "<stdin>", line 1, in <module>AssertionError

为了说明程序终止的原因，可以在 assert 语句后添加说明字符串：

>>> assert mail_2.endswith('.com'),' Email must end with .com 'Traceback (most recent call last):  File "<stdin>", line 1, in <module>AssertionError:  Email must end with .com

3. 循环

我们已经学习了如何在条件为真(或假)时执行代码块，但如何重复操作代码块多次呢？例如，打印 1
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