流程控制-循环语句

在阅读本系列课程时，你需要跟着老师的课程代码在自己的Python 环境中输入运行，加深认识理解哦。

1. while 循环

(1) while循环(条件循环)

为什么要使用循环，先来看下面一段代码

albert_age = 18
guess = int(input(">>:"))
if guess > albert_age :
    print("猜的太大了，往小里试试...")
elif guess < albert_age :
    print("猜的太小了，往大里试试...")
else:
    print("恭喜你，猜对了...")
#第2次
guess = int(input(">>:"))
if guess > albert_age :
    print("猜的太大了，往小里试试...")
elif guess < albert_age :
    print("猜的太小了，往大里试试...")
else:
    print("恭喜你，猜对了...")
#第3次
guess = int(input(">>:"))
if guess > albert_age :
    print("猜的太大了，往小里试试...")
elif guess < albert_age :
    print("猜的太小了，往大里试试...")
else:
    print("恭喜你，猜对了...")

毫无疑问，这是一段low逼的代码…因为重复的代码太多了，这种情况的发生是因为有些场景下我们需要反复验证某种情况，比如验证用户名和密码时，如果用户输入的用户名和密码不匹配，我们一般会反复提醒用户输入用户名和密码，直到输入正确为止。

那么我们无法判断用户在输入几次之后能够输入正确，上述代码格式也就不能使用了。这种情况我们完全可以使用while 条件循环来处理，while循环又叫做条件循环，既满足条件才会执行。

代码案例：

albert_age = 18  # albert才18岁
guess = int(input(">>:"))
while guess != albert_age:  # 如果猜的年龄和实际年龄不符
	if guess > albert_age :
		print("猜的太大了，往小里试试...")
	elif guess < albert_age :
		 print("猜的太小了，往大里试试...")
	guess = int(input(">>:"))
print("恭喜你，猜对了...")

语法如下：

while 条件: #设定一个条件
    # 循环体
    # 如果条件为真，那么循环体则执行，执行完毕后再次循环，重新判断条件，满足条件就一直运行。
    # 如果条件为假，那么循环体不执行,循环终止

注意：满足条件就是指条件为真，一般我们会用True直接表示条件为真，或者使用下面小练习的 count <= 10 的运算判断的形式，如果表示条件为假可以这样表示：

False    None    0   ""    ()    []   {}  
# 总结一下：False，0或者空都为False

(2) while循环小练习

# 打印0-10
count=0 # count的初始值为0
while count <= 10: # 如果count小于等于10
    print('loop',count) # loop1 loop2 ...
    count+=1 # 前面提过的，该行等价于count = count + 1
# 打印0-10之间的偶数
count=0
while count <= 10:
    if count%2 == 0: # ==用来比较左右两边的值是否相等，count%2如果等于0，表示count为偶数
        print('loop',count)
    count+=1
# 打印0-10之间的奇数
count=0
while count <= 10:
    if count%2 == 1:
        print('loop',count)
    count+=1

(3) while循环之死循环

死循环就是会一直执行的循环，因为条件一直成立。

import time
num=0
while True:
    print('count',num)
    time.sleep(1)# 让程序在这里睡（暂停）1秒
    num+=1

(4) while循环嵌套与tag

tag只是一个变量，不过他是布尔类型，只有True和False，你也可以写成0或者1，当我们有多层循环的时候，使用tag可以迅速退出所有循环

tag=True 
　　while tag:
　　　　......
　　　　while tag:
　　　　　　........
　　　　　　while tag:
　　　　　　　　tag=False # 循环逐层判断，当tag为false时，循环会逐层退出

(5) while循环break与continue

这是理解的重点，在后续的购物车、网盘等Python 练习中会经常出现，也是Python 等编程语言比较重要的语法知识。

 # break用于退出本层循环
while True:
	print("123")
	break
	print("456")

# continue用于退出本次循环，继续下一次循环
while True:
    print('123')
    continue
    print('456')

所以上面猜年龄的程序可以这样改写。

albert_age = 18
while True:
    guess = int(input(">>:"))
    if guess > albert_age :
        print("猜的太大了，往小里试试...")
    elif guess < albert_age :
        print("猜的太小了，往大里试试...")
    else:
        print("恭喜你，猜对了...")
        break  # 用户猜对的时候退出循环

(6) while与else组合使用

与其它编程语言else 一般只与if 搭配不同，在Python 中还有个while …else 语句，while 后面的else 作用是指，当while 循环正常执行完，中间没有被break 中止的话，就会执行else后面的语句。

count = 0
while count <= 5 :
    count += 1
    print("Loop",count)
else:
    print("循环正常执行完啦")
print("-----out of while loop ------")

"""
输出
Loop 1
Loop 2
Loop 3
Loop 4
Loop 5
循环正常执行完啦
-----out of while loop ------
"""
# 如果执行过程中被break啦，就不会执行else的语句啦
count = 0
while count <= 5 :
    count += 1
    if count == 3:break
    print("Loop",count)
else:
    print("循环正常执行完啦")
print("-----out of while loop ------")

"""
输出
Loop 1
Loop 2
-----out of while loop ------
"""

2. for循环

(1) for循环(迭代循环)

for循环是迭代式循环，for 遍历被循环中的每一项内容，比如下面的代码，for会循环遍历range(10)中的每一个元素，与in搭配使用，即0， 1， 2， 3…9，语法如下：

for i in range(10): # range（）取头不取尾，从0开始到9结束，不取10
    缩进的代码块

说明：

其中i为迭代出来的一个个对象，i只是一个变量名，可以任意
关键字for 和 in是必须的，for…in…
range(10) 是一个被迭代的对象，只要能存多个值，他就可以被迭代，你直接写一个列表也是一样的
迭代循环可以理解被迭代的对象就是一个老母鸡，她肚子里有的是蛋，迭代出来的对象就是蛋

计算0到9的和：

sum_value = 0  # 将和的初值置0
for i in range(10):
    sum_value += i 
print(sum_value)

(2) break与continue（同上while循环）

(3) for循环与else连用

我们常常会在for循环遍历一个序列或者字典后，接着语句else ,很多新手会误以为是判断执行else后面的代码，其实不然，for循环里面也不存在判断，而已执行完遍历的对象后，再执行else后面的代码。

# 实例1
L = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
for i  in L:
    print(i)
else:
    print('ending')
"""
#输出
>>>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
ending
"""

# 实例2

dir = {1:'kobe',2:'LBJ',3:'CP3',4:'TDK'}# 字典格式，1 2 3 4为键，Kobe LBJ...为键所对应的值
for k,v in dir.items():
    print (k,v)
else:
    print('ending')

"""
#输出
1 kobe
2 LBJ
3 CP3
4 TDK
ending
"""

3. 流程控制语句用法说明

（1）避免多层分支嵌套

如果这篇文章只能删减成一句话就结束，那么那句话一定是“要竭尽所能的避免分支嵌套”。过深的分支嵌套是很多编程新手最容易犯的错误之一。假如有一位新手程序员写了很多层分支嵌套，那么你可能会看到一层又一层的大括号：if: if: if: ... else: else: else: ...俗称*“嵌套 if 地狱（Nested If Statement Hell）”*。如果能够避免的话，尽可能用其他的方式代替，这种多层嵌套非常不利于代码的可读性，尤其是当一个 if 分支下代码的量比较多的时候。

（2）封装那些过于复杂的逻辑判断

如果条件分支里的表达式过于复杂，出现了太多的 not/and/or，那么这段代码的可读性就会大打折扣，这时我们可以把他拆解，或者先用not 的形式取反，取反的意思即为原来值为True,not后为False，原来值为False,not后为True。

（3）留意不同分支下的重复代码

重复代码是代码质量的天敌，而条件分支语句又非常容易成为重复代码的重灾区。所以，当我们编写条件分支语句时，需要特别留意，不要生产不必要的重复代码。当你编写分支代码时，请额外关注由分支产生的重复代码块，如果可以简单的消灭它们，那就不要迟疑。

（4）使用“德摩根定律”

在做分支判断时，我们有时候会写成这样的代码：

# 如果用户账户没有余额或者用户透支额度，拒绝用户购买
# 以下是伪代码
if not “有余额” or not “有透支额度”:
    print("拒绝用户购买")

第一眼看到代码时，是不是需要思考一会才能理解它想干嘛？这是因为上面的逻辑表达式里面出现了 2 个 not 和 1 个 or。而我们人类恰好不擅长处理过多的“否定”以及“或”这种逻辑关系。这个时候，就该德摩根定律出场了。通俗的说，德摩根定律就是 not A or not B 等价于 not (A and B)。通过这样的转换，上面的代码可以改写成这样：

if not (“有余额” and “有透支额度”):
    print("拒绝用户购买")

（5）在条件判断中使用 all() / any()

all() 和 any() 两个函数非常适合在条件判断中使用。这两个函数接受一个可迭代对象，返回一个布尔值，其中：

all(seq)：仅当 seq 中所有对象都为布尔真时返回 True，否则返回 False
any(seq)：只要 seq 中任何一个对象为布尔真就返回 True，否则返回 False

假如我们有下面这段代码：

def all_numbers_gt_10(numbers):
    # 仅当序列中所有数字大于 10 时，返回 True
    if not numbers:  # 如果numbers为空，因为在这里numbers代表一个列表，[1, 2, 3...]这种格式
        # 在列表中，空列表[]为False,这行代码就用来判断numbers是否为空，为空就返回False
        return False
    for n in numbers:  # 遍历numbers中的每一个元素
        if n <= 10:
            return False  # 如果有元素小于等于10，该函数马上返回False
    return True  # 如果numbers列表中的所有元素都大于10，那么返回True

如果使用 all() 内建函数，再配合一个简单的生成器表达式，上面的代码可以写成这样：

def all_numbers_gt_10_2(numbers):
   return bool(numbers) and all(n > 10 for n in numbers)

简单、高效，同时也没有损失可用性。

（6）使用 try/while/for 中 else 分支

让我们看看这个函数：

def do_stuff():
   first_thing_successed = False
   try:
       do_the_first_thing()# 做第一件事
       first_thing_successed = True# 第一件事成功了，把标志位置为True
   except Exception as e: # 如果上面两行代码（try中的两行代码）有错误，第一件事没有成功，执行下面语句
       print("Error while calling do_some_thing")
       return
   # 仅当 first_thing 成功完成时，做第二件事
   if first_thing_successed:
       return do_the_second_thing()

在函数 do_stuff 中，我们希望只有当 do_the_first_thing() 成功调用后*（也就是不抛出任何异常）*，才继续做第二个函数调用。为了做到这一点，我们需要定义一个额外的变量 first_thing_successed 来作为标记。其实，我们可以用更简单的方法达到同样的效果：

def do_stuff():
   try:
       do_the_first_thing()
   except Exception as e:
       print("Error while calling do_some_thing")
       return
   else:
       return do_the_second_thing()

在 try 语句块最后追加上 else 分支后，分支下的do_the_second_thing() 便只会在 try 下面的所有语句正常执行（也就是没有异常，没有 return、break 等）完成后执行。类似的，Python 里的 for/while 循环也支持添加 else 分支，它们表示：当循环使用的迭代对象被正常耗尽、或 while 循环使用的条件变量变为 False 后才执行 else 分支下的代码。

（7）留意 and 和 or 的运算优先级

看看下面这两个表达式，猜猜它们的值一样吗？

(True or False) and False

True or False and False

答案是：不一样，它们的值分别是 False 和 True，你猜对了吗？问题的关键在于：and 运算符的优先级大于 or。因此上面的第二个表达式在 Python 看来实际上是 True or (False and False)。所以结果是 True 而不是 False。在编写包含多个 and 和 or 的表达式时，请额外注意 and 和 or 的运算优先级。即使执行优先级正好是你需要的那样，你也可以加上额外的括号来让代码更清晰。