Python流程控制(Control Flow)

控制流是指单个语句、指令或函数调用被执行或评估的顺序。Python程序的控制流由条件语句、循环和函数调用来调节。

比较运算符

运算符	含义
==	等于
!=	不等于
<	小于
>	大于
<=	小于或等于
>=	大于或等于

这些运算符根据你提供的值来评估为True或False。

示例：

>>> 42 == 42
True

>>> 40 == 42
False

>>> 'hello' == 'hello'
True

>>> 'hello' == 'Hello'
False

>>> 'dog' != 'cat'
True

>>> 42 == 42.0
True

>>> 42 == '42'
False

布尔运算符

有三个布尔运算符：and，or，和 not。 按优先级顺序，从高到低依次是 not，and 和 or。

and 运算符的 真值 表：

表达式	评估结果
True and True	True
True and False	False
False and True	False
False and False	False

or 运算符的 真值 表：

表达式	评估结果
True or True	True
True or False	True
False or True	True
False or False	False

not 运算符的 真值 表：

表达式	评估结果
not True	False
not False	True

混合运算符

你可以混合使用布尔运算符和比较运算符：

>>> (4 < 5) and (5 < 6)
True

>>> (4 < 5) and (9 < 6)
False

>>> (1 == 2) or (2 == 2)
True

此外，你可以在一个表达式中混合使用多个布尔运算符和比较运算符：

>>> 2 + 2 == 4 and not 2 + 2 == 5 and 2 * 2 == 2 + 2
True
>>> # 在下面的语句中，3 < 4 和 5 > 5 首先执行，结果为 False
>>> # 然后 5 > 4 返回 True，所以 True 或 False 的结果是 True
>>> 5 > 4 or 3 < 4 and 5 > 5
True
>>> # 现在括号内的语句首先执行，所以 True 和 False 返回 False。
>>> (5 > 4 or 3 < 4) and 5 > 5
False

if 语句

if 语句会评估一个表达式，如果该表达式为 True，则执行以下缩进的代码：

>>> name = 'Debora'

>>> if name == 'Debora':
...    print('Hi, Debora')
...
# Hi, Debora

>>> if name != 'George':
...    print('You are not George')
...
# You are not George

else 语句仅在 if 和所有 elif 表达式的结果都为 False 时执行：

>>> name = 'Debora'

>>> if name == 'George':
...    print('Hi, George.')
... else:
...    print('You are not George')
...
# You are not George

只有在 if 语句表达式为 False 时，才会评估和执行 elif 语句：

>>> name = 'George'

>>> if name == 'Debora':
...    print('Hi Debora!')
... elif name == 'George':
...    print('Hi George!')
...
# Hi George!

the elif and else parts are optional.

>>> name = 'Antony'

>>> if name == 'Debora':
...    print('Hi Debora!')
... elif name == 'George':
...    print('Hi George!')
... else:
...    print('Who are you?')
...
# Who are you?

三元条件运算符

许多编程语言都有三元运算符，它定义了一个条件表达式。最常见的用法是简洁地进行条件赋值语句。换句话说，它提供了一行代码来评估条件为真时的第一个表达式，否则评估第二个表达式。

<expression1> if <condition> else <expression2>

Example:

>>> age = 15

>>> # this if statement:
>>> if age < 18:
...    print('kid')
... else:
...    print('adult')
...
# output: kid

>>> # 等价于这个三元运算符：
>>> print('kid' if age < 18 else 'adult')
# output: kid

三元运算符可以链接：

>>> age = 15

>>> # 这个三元运算符：
>>> print('kid' if age < 13 else 'teen' if age < 18 else 'adult')

>>> # 等价于这个 if 语句：
>>> if age < 18:
...     if age < 13:
...         print('kid')
...     else:
...         print('teen')
... else:
...     print('adult')
...
# 输出: teen

Switch-Case 语句

Switch-Case 语句

在计算机编程语言中，switch 语句是一种选择控制机制，用于通过搜索和映射来改变程序执行的控制流，从而允许变量或表达式的值发生变化。

Switch-Case 语句，或称为结构化模式匹配，首次引入是在2020年通过 PEP 622，并在2022年9月随 Python 3.10 正式发布。

官方教程

PEP 636 提供了 Python 模式匹配或 Switch-Case 语句的官方教程。

匹配单个值

>>> response_code = 201
>>> match response_code:
...     case 200:
...         print("OK")
...     case 201:
...         print("Created")
...     case 300:
...         print("Multiple Choices")
...     case 307:
...         print("Temporary Redirect")
...     case 404:
...         print("404 Not Found")
...     case 500:
...         print("Internal Server Error")
...     case 502:
...         print("502 Bad Gateway")
...
# Created

匹配多个值

在这个例子中，管道字符 (| 或 or) 允许 python 为两个或多个情况返回相同的响应。

>>> response_code = 502
>>> match response_code:
...     case 200 | 201:
...         print("OK")
...     case 300 | 307:
...         print("Redirect")
...     case 400 | 401:
...         print("Bad Request")
...     case 500 | 502:
...         print("Internal Server Error")
...
# Internal Server Error

匹配可迭代对象的长度

>>> today_responses = [200, 300, 404, 500]
>>> match today_responses:
...     case [a]:
...             print(f"One response today: {a}")
...     case [a, b]:
...             print(f"Two responses today: {a} and {b}")
...     case [a, b, *rest]:
...             print(f"All responses: {a}, {b}, {rest}")
...
# All responses: 200, 300, [404, 500]

默认值

下划线符号 (_) 用于定义默认情况：

>>> response_code = 800
>>> match response_code:
...     case 200 | 201:
...         print("OK")
...     case 300 | 307:
...         print("Redirect")
...     case 400 | 401:
...         print("Bad Request")
...     case 500 | 502:
...         print("Internal Server Error")
...     case _:
...         print("Invalid Code")
...
# Invalid Code

匹配内置类

>>> response_code = "300"
>>> match response_code:
...     case int():
...             print('Code is a number')
...     case str():
...             print('Code is a string')
...     case _:
...             print('Code is neither a string nor a number')
...
# Code is a string

保护匹配-Case 语句

>>> response_code = 300
>>> match response_code:
...     case int():
...             if response_code > 99 and response_code < 500:
...                 print('Code is a valid number')
...     case _:
...             print('Code is an invalid number')
...
# Code is a valid number

while 循环语句

while 语句用于在表达式为 True 时重复执行：

>>> spam = 0
>>> while spam < 5:
...     print('Hello, world.')
...     spam = spam + 1
...
# Hello, world.
# Hello, world.
# Hello, world.
# Hello, world.
# Hello, world.

break 语句

如果执行达到 break 语句，它立即退出 while 循环的子句：

>>> while True:
...     name = input('Please type your name: ')
...     if name == 'your name':
...         break
...
>>> print('Thank you!')
# Please type your name: your name
# Thank you!

continue 语句

当程序执行达到 continue 语句时，程序执行立即跳回循环的开始。

>>> while True:
...     name = input('Who are you? ')
...     if name != 'Joe':
...         continue
...     password = input('Password? (It is a fish.): ')
...     if password == 'swordfish':
...         break
...
>>> print('Access granted.')
# Who are you? Charles
# Who are you? Debora
# Who are you? Joe
# Password? (It is a fish.): swordfish
# Access granted.

for 循环

for 循环遍历 list, tuple, dictionary, set 或 string:

>>> pets = ['Bella', 'Milo', 'Loki']
>>> for pet in pets:
...     print(pet)
...
# Bella
# Milo
# Loki

range() 函数

range() 函数返回一个数字序列。它从 0 开始，每次递增 1，并在指定数字之前停止：

>>> for i in range(5):
...     print(f'Will stop at 5! or 4? ({i})')
...
# Will stop at 5! or 4? (0)
# Will stop at 5! or 4? (1)
# Will stop at 5! or 4? (2)
# Will stop at 5! or 4? (3)
# Will stop at 5! or 4? (4)

range() 函数还可以修改其 3 个默认参数。前两个将是 start 和 stop 值，第三个将是 step 参数。步长是每次迭代后变量增加的量。

# range(start, stop, step)
>>> for i in range(0, 10, 2):
...    print(i)
...
# 0
# 2
# 4
# 6
# 8

你可以使用负数作为 step 参数，使 for 循环向下计数而不是向上计数。

>>> for i in range(5, -1, -1):
...     print(i)
...
# 5
# 4
# 3
# 2
# 1
# 0

for else 语句

这允许在循环完全执行时指定一个语句。仅当 break 条件可以在循环中发生时才使用：

>>> for i in [1, 2, 3, 4, 5]:
...    if i == 3:
...        break
... else:
...    print("only executed when no item is equal to 3")

使用 sys.exit() 结束程序

exit() 函数允许退出 Python。

>>> import sys

>>> while True:
...     feedback = input('Type exit to exit: ')
...     if feedback == 'exit':
...         print(f'You typed {feedback}.')
...         sys.exit()
...
# Type exit to exit: open
# Type exit to exit: close
# Type exit to exit: exit
# You typed exit