第3章 選擇與循環
3.1 條件表達式
- 算術運算符：+、-、*、/、//、%、**
- 關係運算符：>、<、==、<=、>=、!=，且可連續使用，如
>>> 1<2<3
True
>>> 1<2>3
False
>>> 1<3>2
True
- 測試運算符：in、not in、is、is not
- 邏輯運算符：and、or、not，注意短路求值
- 位運算符：~、&、|、 ^、 <<、>> （前述文章有涉及）
- 矩陣乘法運算符：@
- 條件表達式的值只要不是 False、0（或0.0、0j等）、空值None、空列表、空元組、空集合、空字典、空字元串、空 range 對象或其他空迭代對象，解釋器均認為與 True 等價。
>>> if 3: #使用整數作為條件表達式
print(5)
5
>>> a = [1, 2, 3]
>>> if a: #使用列表作為條件表達式
print(a)
[1, 2, 3]
>>> a = []
>>> if a:
print(a)
else:
print('empty')
empty
>>> i = s = 0
>>> while i <= 10: #使用關係表達式作為條件表達式
s += i
i += 1
>>> print(s)
55
>>> i = s = 0
>>> while True: #使用常量True作為條件表達式
s += i
i += 1
if i > 10:
break
>>> print(s)
55
>>> s = 0
>>> for i in range(0, 11, 1): #遍歷迭代對象中的所有元素
s += i
>>> print(s)
- 條件表達式中不允許使用賦值運算符「=」。
>>> if a=3:
SyntaxError: invalid syntax
>>> if (a=3) and (b=4):
SyntaxError: invalid syntax
3.2.1 單分支選擇結構
語法：
if 表達式:
語句塊
x = input('Input two number:')
a, b = map(int, x.split())
if a > b:
a, b = b, a #序列解包，交換兩個變數的值
print(a, b)
3.2.2 雙分支結構
if 表達式:
語句塊1
else:
語句塊2
>>> chTest = ['1', '2', '3', '4', '5']
>>> if chTest:
print(chTest)
else:
print('Empty')
['1', '2', '3', '4', '5']
- 雙分支簡潔形式：
value1 if condition else value2
當條件表達式condition的值與 True 等價時，表達式的值為 value1，否則表達式的值為 value2。另外，在 value1 和 value2 中還可以使用複雜表達式，包括函數調用和基本輸出語句。這個結構的表達式也具有惰性求值的特點。
>>> 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 多分支結構
if 表達式1:
語句塊1
elif 表達式2:
語句塊2
elif 表達式3:
語句塊3
else:
語句塊4
其中，關鍵字 elif 是 else if 的縮寫。
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 選擇結構的嵌套
if 表達式1:
語句塊1
if 表達式2:
語句塊2
else: 語句塊3
else:
if 表達式4:
語句塊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 構建跳轉表實現多分支選擇結構
- 使用列表、元組或字典可以很容易構建跳轉表，在某些場合下可以更快速地實現類似於多分支選擇結構的功能。
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 循環與 while 循環
Python提供了兩種基本的循環結構語句——while語句、for語句。
- while 循環一般用於循環次數難以提前確定的情況，也可以用於循環次數確定的情況。
- for 循環一般用於循環次數可以提前確定的情況，尤其是用於枚舉序列或迭代對象中的元素。
while 循環：
while 條件表達式:
循環體
[else:
else子句程式碼塊]
for 循環：
for 取值 in 序列或迭代對象:
循環體
[else:
else子句程式碼塊]
- 在編寫循環語句時，應盡量減少循環內部不必要的計算，將與循環變數無關的程式碼儘可能地提取到循環之外。
優化前的程式碼：
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)
優化後的程式碼：
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 語句
- break 語句在 while 循環和 for 循環中都可以使用，一般放在 if 選擇結構中，一旦 break 語句被執行，將使得整個循環提前結束。
- continue 語句的作用是終止當前循環，並忽略 continue 之後的語句，然後回到循環的頂端，提前進入下一次循環。
- 除非 break 語句讓程式碼更簡單或更清晰，否則不要輕易使用。
下面的程式碼用來計算小於100的最大素數，注意break語句和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
- 刪除上面程式碼中最後一個 break 語句，則可以用來輸出 100 以內的所有素數。
for n in range(100, 1, -1): for i in range(2, n): if n%i == 0: break else: print(n)
- 每次進入循環時的 i 已經不再是上一次的 i，所以修改其值並不會影響循環的執行。
>>> for i in range(7): print(id(i),':',i) 10416692 : 0 10416680 : 1 10416668 : 2 10416656 : 3 10416644 : 4 10416632 : 5 10416620 : 6
例：輸出序列中的元素。
a_list=['a', 'b', 'mpilgrim', 'z', 'example'] for i,v in enumerate(a_list): print('列表的第', i+1, '個元素是：', v) (0, 'a') (1, 'b') (2, 'mpilgrim') (3, 'z') (4, 'example')
例：判斷一個數是否為素數。
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')
