Python条件与循环

一、条件语句

Python 的条件语句，用法很简单，但需要注意 Python 的缩进规则。常见的用法分别是：单分支、双分支和多分支。对应语法如下：

由于 Python 不支持 switch 语句，因此，当存在多个条件判断时，我们需要用 else if 来实现，这在 Python 中的表达是 elif。

但需要注意的是，在条件语句的末尾必须加上冒号（:），这是 Python 特定的语法规范。

整个条件语句是顺序执行的，如果遇到一个条件满足，在执行完 statement 后，便会退出整个 if、elif、else 条件语句，而不会继续向下执行。

这个语句在工作中很常用，比如下面的这个例子。输入用户年龄，根据年龄打印不同的内容，在 Python 程序中，用if语句实现：

也可以给if添加一个else语句，意思是，如果if判断是False，不要执行if的内容，去把else执行了：

当然上面的判断是很粗略的，完全可以用elif做更细致的判断：

if判断条件还可以省略判断条件，比如写：

只要x是非零数值、非空字符串、非空list等，就判断为True，否则为False。

关于省略判断条件的常见用法，我大概总结了一下：

不过，切记，在实际写代码时，我们鼓励，除了 boolean 类型的数据，条件判断最好是显性的。比如，在判断一个整型数是否为 0 时，我们最好写出判断的条件：

而不是只写出变量名：

二、循环语句

讲完了条件语句，我们接着来看循环语句。所谓循环，顾名思义，本质上就是遍历集合中的元素。和其他语言一样，Python 中的循环一般通过 for 循环和 while 循环实现。

比如，我们有一个列表，需要遍历列表中的所有元素并打印输出，代码如下：

其实，Python 中的数据结构只要是可迭代的（iterable），比如列表、集合等等，那么都可以通过下面这种方式遍历：

这里需要单独强调一下字典。字典本身只有键是可迭代的，如果我们要遍历它的值或者是键值对，就需要通过其内置的函数 values() 或者 items() 实现。其中，values() 返回字典的值的集合，items() 返回键值对的集合。

看到这里你也许会问，有没有办法通过集合中的索引来遍历元素呢？当然可以，其实这种情况在实际工作中还是很常见的，甚至很多时候，我们还得根据索引来做一些条件判断。

我们通常通过 range() 这个函数，拿到索引，再去遍历访问集合中的元素。比如下面的代码，遍历一个列表中的元素，当索引小于 5 时，打印输出：

当我们同时需要索引和元素时，还有一种更简洁的方式，那就是通过 Python 内置的函数 enumerate()。用它来遍历集合，不仅返回每个元素，并且还返回其对应的索引，这样一来，上面的例子就可以写成：

在循环语句中，我们还常常搭配 continue 和 break 一起使用。所谓 continue，就是让程序跳过当前这层循环，继续执行下面的循环；而 break 则是指完全跳出所在的整个循环体。在循环中适当加入 continue 和 break，往往能使程序更加简洁、易读。

比如，给定两个字典，分别是产品名称到价格的映射，和产品名称到颜色列表的映射。我们要找出价格小于 1000，并且颜色不是红色的所有产品名称和颜色的组合。如果不用 continue，代码应该是下面这样的：

而加入 continue 后，代码显然清晰了很多：

我们可以看到，按照第一个版本的写法，从开始一直到打印输出符合条件的产品名称和颜色，共有 5 层 for 或者 if 的嵌套；但第二个版本加入了 continue 后，只有 3 层嵌套。

显然，如果代码中出现嵌套里还有嵌套的情况，代码便会变得非常冗余、难读，也不利于后续的调试、修改。因此，我们要尽量避免这种多层嵌套的情况。

前面讲了 for 循环，对于 while 循环，原理也是一样的。它表示当 condition 满足时（True），一直重复循环内部的操作，直到 condition 不再满足（False），就跳出循环体。如果条件一直满足，循环将会无限的执行下去。

while 语句时还有另外两个重要的命令 continue，break 来跳过循环。continue 用于跳过该次循环，break 则是用于退出循环，此外”判断条件”还可以是个常值，表示循环必定成立。

在 Python 中，while … else 在循环条件为 False 时执行 else 语句块，其中 else 块可用可不用。如果用了，只有当循环正常终止，else 才会执行；如果循环终止是由 break 跳出导致的则 else 不会执行。

很多时候，for 循环和 while 循环可以互相转换，比如要遍历一个列表，我们用 while 循环同样可以完成：

那么，两者的使用场景又有什么区别呢？

通常来说，如果你只是遍历一个已知的集合，找出满足条件的元素，并进行相应的操作，那么使用 for 循环更加简洁。但如果你需要在满足某个条件前，不停地重复某些操作，并且没有特定的集合需要去遍历，那么一般则会使用 while 循环。

比如，某个交互式问答系统，用户输入文字，系统会根据内容做出相应的回答。为了实现这个功能，我们一般会使用 while 循环，大致代码如下：

同时需要注意的是，for 循环和 while 循环的效率问题。比如下面的 while 循环：

和等价的 for 循环：

究竟哪个效率高呢？

要知道，range() 函数是直接由 C 语言写的，调用它速度非常快。而 while 循环中的“i += 1”这个操作，得通过 Python 的解释器间接调用底层的 C 语言；并且这个简单的操作，又涉及到了对象的创建和删除（因为 i 是整型，是 immutable，i += 1 相当于 i = new int(i + 1)）。所以，显然，for 循环的效率更胜一筹。

三、条件与循环的复用

前面两部分讲了条件与循环的一些基本操作，接下来，我们重点来看它们的进阶操作，让程序变得更简洁高效。

在阅读代码的时候，你应该常常会发现，有很多将条件与循环并做一行的操作，例如：

将这个表达式分解开来，其实就等同于下面这样的嵌套结构：

而如果没有 else 语句，则需要写成：

举个例子，我们在处理文件中的字符串时，常常遇到的一个场景：将文件中逐行读取的一个完整语句，按逗号分割单词，去掉首位的空字符，并过滤掉长度小于等于 5 的单词，最后返回由单词组成的列表。这同样可以简洁地表达成一行：

当然，这样的复用并不仅仅局限于一个循环。比如，给定两个列表 x、y，要求返回 x、y 中所有元素对组成的元祖，相等情况除外。那么，你也可以很容易表示出来：

这样的写法就等价于：

熟练之后，你会发现这种写法非常方便。当然，如果遇到逻辑很复杂的复用，你可能会觉得写成一行难以理解、容易出错。那种情况下，用正常的形式表达，也不失为一种好的规范和选择。

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