控制流程

咱们前面学了变量和变量类型，那么怎么让代码根据不同的情况执行不同的逻辑，怎么重复执行某段代码呢，这一篇就瞅瞅 Python 中的控制流程。

1. print() 的更多用法

print() 不仅可以输出单个值，还能一次输出多个值，并通过 sep 和 end 控制分隔符和结尾。

# 一次输出多个值，默认用空格分隔
print('hello', 'world')  # hello world

# 用 sep 指定分隔符
print('a', 'b', 'c', sep='-')  # a-b-c

# 用 end 指定结尾，默认是换行符 \n
print('hello', end=' ')
print('world')  # 输出 hello world

这些参数在打印日志、格式化输出时非常实用。

2. 逻辑运算符

什么是逻辑运算符。

逻辑运算符用于连接多个条件（布尔表达式），返回的结果依旧是布尔值 True 或 False。Python 中常见的逻辑运算符有 and（与）、or（或）、not（非）三种。

运算符	描述	示例	结果
and	逻辑与	True and False	两个条件都成立才为 True，否则 False
or	逻辑或	True or False	有一个条件成立即为 True
not	逻辑非	not (3 > 2)	对条件结果取反

注意优先级：not > and > or，可以通过加括号让逻辑更清晰。

# 逻辑与 and：两个条件都为True时结果才为True
# True and True -> True
print(3 > 2 and 5 > 3)
# True and False -> False
print(3 > 2 and 5 < 3)

# 逻辑或 or：有一个条件为True结果就为True
# True or False -> True
print(3 > 2 or 5 < 3)
# False or False -> False
print(3 < 2 or 5 < 3)

# 逻辑非 not：对结果取反
# not True -> False
print(not (3 > 2))
# not False -> True
print(not (3 < 2))

# 组合使用
# (3 > 2 and 5 > 3) 为 True，True or False -> True
print(3 > 2 and 5 > 3 or 5 < 3)
# not False 为 True
print(not (3 < 2 and 5 > 3))

3. if判断

什么是 if 判断。

if 判断就是根据条件的真假决定执行哪一段代码，条件为 True 执行 if 子句内的代码，为 False 则跳过。

3.1 单分支

# 输入用户名密码登录的例子
user_name = input('请输入你的用户名: ')
password = input('请输入你的密码: ')

# 单分支 if，条件成立时执行
if user_name == 'juzicoding' and password == '123456':
    print('登录成功！')

3.2 双分支

user_name = input('请输入你的用户名: ')
password = input('请输入你的密码: ')

# 双分支 if-else，条件成立执行 if，否则执行 else
if user_name == 'juzicoding' and password == '123456':
    print('登录成功！')
else:
    print('用户名或密码错误！')

3.3 多分支

# 举个成绩评级的例子
score = int(input('请输入你的成绩: '))

# if-elif-else 多分支判断，从上往下依次匹配，满足条件即执行对应分支后跳出
if score >= 90:
    print('成绩优秀！')
elif score >= 80:
    print('成绩良好！')
elif score >= 60:
    print('成绩及格！')
else:
    print('成绩不及格，需要加油哦~')

3.4 if 嵌套

if 嵌套就是在 if 子句中再嵌套一层 if，用于处理更复杂的判断。

# 判断用户是否可以进入网吧的例子
age = int(input('请输入你的年龄: '))

if age >= 18:
    # 嵌套if继续判断
    has_id = input('你带身份证了吗(yes/no): ')
    if has_id == 'yes':
        print('欢迎进入网吧！')
    else:
        print('请先去办理身份证再来~')
else:
    print('未成年禁止进入网吧！')

4. for循环

什么是 for 循环。

for 循环用于遍历一个序列（字符串、列表、元组、字典、集合等），将序列中的元素依次取出执行循环体，适用于循环次数已知的情况。

4.1 遍历序列

# 遍历字符串
str1 = 'juzicoding'
for char in str1:
    # j u z i c o d i n g 每个字符各占一行
    print(char)

print('--------------华丽的分割线--------------')

# 遍历列表
list1 = ['juzicoding', 'jay', 'tom']
for name in list1:
    # juzicoding jay tom 每个元素各占一行
    print(name)

print('--------------华丽的分割线--------------')

# 遍历字典
user_dict = {'name': 'juzicoding', 'age': 18, 'sex': '男'}
# 直接遍历字典取到的是key
for key in user_dict:
    # name age sex
    print(key)

print('--------------华丽的分割线--------------')

# 通过items()遍历字典的key和value
for key, value in user_dict.items():
    # name: juzicoding
    # age: 18
    # sex: 男
    print(f'{key}: {value}')

4.2 range() 函数

for 循环经常和 range() 函数搭配使用，range(start, stop, step) 生成一个从 start 开始到 stop 结束（顾头不顾尾）的数字序列，步长为 step，默认为 1。

# range(stop)：从0开始到stop-1
for i in range(5):
    # 0 1 2 3 4
    print(i)

print('--------------华丽的分割线--------------')

# range(start, stop)：从start开始到stop-1
for i in range(1, 6):
    # 1 2 3 4 5
    print(i)

print('--------------华丽的分割线--------------')

# range(start, stop, step)：从start开始到stop-1，步长为step
for i in range(0, 10, 2):
    # 0 2 4 6 8
    print(i)

print('--------------华丽的分割线--------------')

# 步长为负数可以实现倒序
for i in range(5, 0, -1):
    # 5 4 3 2 1
    print(i)

4.3 break 和 continue

break 用于跳出整个循环（结束循环），continue 用于跳过本次循环继续下一次循环。

# break 跳出整个循环
# 当i等于3时跳出循环，所以只打印 0 1 2
for i in range(10):
    if i == 3:
        break
    print(i)

print('--------------华丽的分割线--------------')

# continue 跳过本次循环
# 当i等于3时跳过本次循环，所以不打印3
for i in range(6):
    if i == 3:
        continue
    # 0 1 2 4 5
    print(i)

4.4 for...else 语法

for 循环可以和 else 搭配使用，当循环正常结束（没有 break）时执行 else 子句。

# 循环正常结束后执行else
for i in range(3):
    print(f'循环第{i + 1}次')
else:
    # 循环正常结束
    print('循环正常结束！')

print('--------------华丽的分割线--------------')

# break跳出后else不会执行
for i in range(5):
    if i == 3:
        break
    print(f'循环第{i + 1}次')
else:
    print('这段不会执行')

5. while循环

什么是 while 循环。

while 循环在条件成立时会一直循环执行循环体，直到条件不成立跳出循环，适用于循环次数未知的情况。

5.1 基本使用

# 输出5次 hello
i = 0
while i < 5:
    # 第1次hello ~ 第5次hello
    print(f'第{i + 1}次hello')
    # 注意：循环体内一定要有改变条件判断的代码，否则会死循环
    i += 1

5.2 break 和 continue

while 循环中同样可以使用 break 和 continue 控制循环。

# break 跳出整个循环
i = 0
while i < 10:
    if i == 3:
        break
    # 0 1 2
    print(i)
    i += 1

print('--------------华丽的分割线--------------')

# continue 跳过本次循环
i = 0
while i < 6:
    i += 1
    if i == 3:
        continue
    # 1 2 4 5 6
    print(i)

5.3 while...else 语法

while 循环同样可以和 else 搭配，循环正常结束（条件为 False 自然结束）时执行 else，break 跳出则不执行。

# 累加1到100求和
i = 1
total = 0
while i <= 100:
    total += i
    i += 1
# 5050
print(f'1到100累加的结果为: {total}')

print('--------------华丽的分割线--------------')

# while...else
i = 1
while i <= 3:
    print(f'第{i}次循环')
    i += 1
else:
    # 循环条件不满足正常结束时会执行
    print('while循环正常结束')

5.4 死循环

死循环就是循环条件永远为 True，循环体会一直执行。一般在实际开发中不推荐使用死循环，特殊场景比如服务器接收客户端请求、定时任务等场景会用到，使用时一定要有 break 等退出条件。

# 死循环示例（请勿长时间运行）
# while True:
#     print('这段代码会一直执行下去...')

# 实际使用场景 - 简单登录验证
correct_username = 'juzicoding'
correct_password = '123456'
while True:
    user_name = input('请输入用户名: ')
    password = input('请输入密码: ')
    if user_name == correct_username and password == correct_password:
        print('登录成功！')
        break
    else:
        print('用户名或密码错误，请重新输入！')

6. 循环练习

最后来几个小练习巩固一下。

6.1 1到100偶数求和

# 方法1：步长为2遍历
total = 0
for i in range(0, 101, 2):
    total += i
# 2550
print(f'1到100偶数和为: {total}')

# 方法2：使用if判断
total = 0
for i in range(1, 101):
    if i % 2 == 0:
        total += i
# 2550
print(f'1到100偶数和为: {total}')

6.2 猜数字游戏

import random

target = random.randint(1, 100)
count = 0

while True:
    guess = int(input('请输入你猜的数字(1-100): '))
    count += 1
    if guess > target:
        print('猜大了~')
    elif guess < target:
        print('猜小了~')
    else:
        print(f'恭喜你猜中了！答案是{target}，一共猜了{count}次')
        break

6.3 打印九九乘法表

# 外层循环控制行，内层循环控制列
for i in range(1, 10):
    for j in range(1, i + 1):
        # 打印一行，end=''表示不换行
        print(f'{j} * {i} = {i * j}', end='\t')
    # 每行结束换行
    print()

7. 模式匹配

Python 3.10 引入了 match...case 语句，用于对数据结构进行模式匹配。它看起来有点像其他语言里的 switch，但功能更强大，可以匹配列表、字典、对象等。

7.1 基本用法

score = 85

match score // 10:
    case 10 | 9:
        print('优秀')
    case 8:
        print('良好')
    case 7:
        print('中等')
    case 6:
        print('及格')
    case _:
        print('不及格')

7.2 匹配列表

def match_list(value):
    match value:
        case [single]:
            print(f'只有一个元素: {single}')
        case [first, *rest]:
            print(f'第一个元素: {first}, 其余: {rest}')
        case []:
            print('空列表')

match_list([1])         # 只有一个元素: 1
match_list([1, 2, 3])   # 第一个元素: 1, 其余: [2, 3]

7.3 匹配字典

def match_dict(user):
    match user:
        case {'name': str(name), 'age': int(age)}:
            print(f'姓名: {name}, 年龄: {age}')
        case {'name': str(name)}:
            print(f'姓名: {name}')
        case _:
            print('未知格式')

match_dict({'name': 'juzicoding', 'age': 18})
# 姓名: juzicoding, 年龄: 18

模式匹配让代码意图更清晰，但目前只有 Python 3.10+ 支持，使用前请确认运行环境版本。

控制流程基本就这些了，多写多练熟能生巧~