第3章 选择与循环

3.1 条件表达式

• 算术运算符：+、-、*、/、//、%、**
• 关系运算符：>、<、==、<=、>=、!=，且可连续使用，如

>>> 1<2<3
True
>>> 1<2>3
False
>>> 1<3>2
True

• 测试运算符：in、not in、is、is not
• 逻辑运算符：and、or、not，注意短路求值
• 位运算符：~、&、|、 ^、 <<、>>    （前述文章有涉及）
• 矩阵乘法运算符：@
• 条件表达式的值只要不是 False、0（或0.0、0j等）、空值None、空列表、空元组、空集合、空字典、空字符串、空 range 对象或其他空迭代对象，解释器均认为与 True 等价。

>>> if 3:              #使用整数作为条件表达式
        print(5)
5
>>> a = [1, 2, 3]
>>> if a:              #使用列表作为条件表达式
        print(a)    
[1, 2, 3]
>>> a = []
>>> if a:
        print(a)
else:
    print('empty')

empty

>>> i = s = 0
>>> while i <= 10:              #使用关系表达式作为条件表达式
    s += i
    i += 1
>>> print(s)
55
>>> i = s = 0
>>> while True:                    #使用常量True作为条件表达式
    s += i
    i += 1
    if i > 10:
        break
>>> print(s)
55
>>> s = 0
>>> for i in range(0, 11, 1):   #遍历迭代对象中的所有元素
    s += i
>>> print(s)

• 条件表达式中不允许使用赋值运算符“=”。

>>> if a=3:
SyntaxError: invalid syntax
>>> if (a=3) and (b=4):    
SyntaxError: invalid syntax

3.2.1 单分支选择结构

语法：

if 表达式:

　　语句块

x = input('Input two number:')
a, b = map(int, x.split())
if a > b:
   a, b = b, a               #序列解包，交换两个变量的值
print(a, b)

3.2.2 双分支结构

if 表达式:

　　语句块1

else:

　　语句块2

>>> chTest = ['1', '2', '3', '4', '5']
>>> if chTest:
      print(chTest)
else:
      print('Empty')

['1', '2', '3', '4', '5']

• 双分支简洁形式：

value1 if condition else value2

　　当条件表达式condition的值与 True 等价时，表达式的值为 value1，否则表达式的值为 value2。另外，在 value1 和 value2 中还可以使用复杂表达式，包括函数调用和基本输出语句。这个结构的表达式也具有惰性求值的特点。

>>> a = 5
>>> print(6) if a>3 else print(5)
6
>>> print(6 if a>3 else 5)
6
>>> b = 6 if a>13 else 9
>>> b
9

x = math.sqrt(9) if 2>3 else random.randint(1, 100)
x

86

3.2.3 多分支结构

if 表达式1:

　　语句块1

elif 表达式2:

　　语句块2

elif 表达式3:

　　语句块3

else:

　　语句块4

　　其中，关键字 elif 是 else if 的缩写。

例子：

def func(score):
    if score > 100:
        return 'wrong score.must <= 100.'
    elif score >= 90:
        return 'A'
    elif score >= 80:
        return 'B'
    elif score >= 70:
        return 'C'
    elif score >= 60:
        return 'D'
    elif score >= 0:
        return 'E'
    else:
        return 'wrong score.must >0'    

3.2.4 选择结构的嵌套

if 表达式1:

　　语句块1

　　if 表达式2:

　　　　语句块2

　　else: 语句块3

else:

　　if 表达式4:

　　　　语句块4

例子：

>>> def func(score):
        degree = 'DCBAAE'
        if score > 100 or score < 0:
        return 'wrong score.must between 0 and 100.'
    else:
        index = (score - 60)//10
        if index >= 0:
            return degree[index]
        else:
             return degree[-1]

3.2.5 构建跳转表实现多分支选择结构

• 使用列表、元组或字典可以很容易构建跳转表，在某些场合下可以更快速地实现类似于多分支选择结构的功能。

funcDict = {'1':lambda:print('You input 1'),
            '2':lambda:print('You input 2'),
            '3':lambda:print('You input 3')}
x = input('Input an integer to call different function:')
func = funcDict.get(x, None)
if func:
    func()
else:
    print('Wrong integer.')

3.3.1 for 循环与 while 循环

　　Python提供了两种基本的循环结构语句——while语句、for语句。

• while 循环一般用于循环次数难以提前确定的情况，也可以用于循环次数确定的情况。
• for 循环一般用于循环次数可以提前确定的情况，尤其是用于枚举序列或迭代对象中的元素。

while 循环：

while 条件表达式:

　　循环体

[else:

　　else子句代码块]

for 循环：

for 取值 in 序列或迭代对象:

　　循环体

[else:

　　else子句代码块]

•  在编写循环语句时，应尽量减少循环内部不必要的计算，将与循环变量无关的代码尽可能地提取到循环之外。

优化前的代码：

digits = (1, 2, 3, 4)

for i in range(1000):
    result = []
    for i in digits:
        for j in digits:
            for k in digits:
                result.append(i*100+j*10+k)

优化后的代码：

for i in range(1000):
    result = []
    for i in digits:
        i = i*100
        for j in digits:
            j = j*10
            for k in digits:
                result.append(i+j+k)

3.4 break 和 continue 语句

• break 语句在 while 循环和 for 循环中都可以使用，一般放在 if 选择结构中，一旦 break 语句被执行，将使得整个循环提前结束。
• continue 语句的作用是终止当前循环，并忽略 continue 之后的语句，然后回到循环的顶端，提前进入下一次循环。
• 除非 break 语句让代码更简单或更清晰，否则不要轻易使用。

　　下面的代码用来计算小于100的最大素数，注意break语句和else子句的用法。

for n in range(96, 1, -1):
    for i in range(2, n):
        if n%i == 0:
            break
    else:
        print(n)
        break

97

• 删除上面代码中最后一个 break 语句，则可以用来输出 100 以内的所有素数。

for n in range(100, 1, -1):
    for i in range(2, n):
        if n%i == 0:
            break
    else:
        print(n)

• 每次进入循环时的 i 已经不再是上一次的 i，所以修改其值并不会影响循环的执行。

>>> for i in range(7):    
      print(id(i),':',i)
10416692 : 0
10416680 : 1
10416668 : 2
10416656 : 3
10416644 : 4
10416632 : 5
10416620 : 6

例：输出序列中的元素。

a_list=['a', 'b', 'mpilgrim', 'z', 'example']
for i,v in enumerate(a_list):
    print('列表的第', i+1, '个元素是：', v)

(0, 'a')
(1, 'b')
(2, 'mpilgrim')
(3, 'z')
(4, 'example')

例：判断一个数是否为素数。

import math
n = input('Input an inter:')
n = int(n)
m = math.ceil(math.sqrt(n)+1)
for i in range(2, m):
    if n%i == 0 and i<n:
        print('No')
        break
else:
    print('Yes')