流程控制：分支与循环

1三种程序结构与缩进规则

任何复杂程序都由三种基本结构搭建而成：

• 顺序结构：代码从上到下逐行执行（默认形态）。
• 分支结构：根据条件选择执行路径（if）。
• 循环结构：满足条件时重复执行一段代码（while/for）。

2if 条件分支

2.1 基本形式

age = 20

if age >= 18:               # 注意末尾冒号
    print("已成年")          # 条件成立时执行（缩进4空格）
    print("可以考驾照")
else:
    print("未成年")

print("分支结束")            # 回到外层缩进 = 不属于任何分支

2.2 多分支：if / elif / else

score = 82

if score >= 90:
    grade = "优秀"
elif score >= 80:          # else if 必须连写成 elif
    grade = "良好"
elif score >= 60:
    grade = "及格"
else:
    grade = "不及格"

print(grade)               # 良好

# 条件按顺序判断，命中一个后整条链立即结束（后续不再判断）
# 因此分支顺序会影响结果，要把更严格的条件放前面

2.3 条件的写法

name = ""

# Pythonic 写法：直接利用真值测试，不必写 != ""
if name:
    print("有名字")
else:
    print("名字为空")

# 多条件组合
is_weekend = True
is_holiday = False
if is_weekend or is_holiday:
    print("休息")

# 链式比较
temperature = 26
if 18 <= temperature <= 26:
    print("温度舒适")

# 逻辑取反：推荐 not in / is not 这种"自然语序"
blocked = ["spam", "ad"]
content = "hello"
if content not in blocked:
    print("内容正常")

2.4 嵌套 if（不要超过三层）

has_ticket = True
has_id = True

if has_ticket:
    if has_id:
        print("检票进站")
    else:
        print("请出示身份证")
else:
    print("请先购票")

2.5 案例：BMI 健康指数

weight = float(input("体重(kg)："))
height = float(input("身高(m)："))
bmi = weight / height ** 2

if bmi < 18.5:
    advice = "偏瘦"
elif bmi < 24:
    advice = "正常"
elif bmi < 28:
    advice = "超重"
else:
    advice = "肥胖"

print(f"BMI={bmi:.1f}，{advice}")

3match-case 模式匹配（Python 3.10+）

当分支特别多、需要对值或数据结构匹配时，match-case 比长串 elif 更清晰（类似其他语言的 switch，但强大得多）：

status = 404

match status:
    case 200:
        print("OK")
    case 404:
        print("Not Found")
    case 500 | 502 | 503:          # | 表示多个值之一
        print("服务器错误")
    case _:                         # _ 是通配符，相当于 default
        print("其他状态码")

它还能直接解构列表、字典、对象（结构化匹配）：

point = (3, 4)

match point:
    case (0, 0):
        print("原点")
    case (0, y):
        print(f"在 y 轴上，y={y}")
    case (x, 0):
        print(f"在 x 轴上，x={x}")
    case (x, y):
        print(f"普通点 ({x}, {y})")   # 命中

# 带守卫条件的匹配
command = {"action": "login", "user": "admin"}
match command:
    case {"action": "login", "user": user}:
        print(f"用户 {user} 登录")
    case _:
        print("未知指令")

4while 循环

当条件为真时反复执行代码块，先判断、后执行：

# 1 到 5 累加
total = 0
i = 1
while i <= 5:
    total += i
    i += 1               # 千万别忘更新循环变量！
print(total)             # 15

案例：猜数字游戏

import random

answer = random.randint(1, 100)
times = 0

while True:                              # 无条件循环，靠 break 退出
    guess = int(input("猜一个 1~100 的数："))
    times += 1
    if guess < answer:
        print("小了")
    elif guess > answer:
        print("大了")
    else:
        print(f"恭喜，猜了 {times} 次！")
        break                            # 猜对才退出

5for 循环与 range

for 用于遍历可迭代对象（字符串、列表、range 等），"依次取出每个元素"：

for ch in "Python":
    print(ch, end=" ")          # P y t h o n

for item in [10, 20, 30]:
    print(item)

# range(起, 止, 步长)：生成整数序列，含头不含尾
for i in range(5):              # 0 1 2 3 4（从0开始，不到5）
    print(i, end=" ")
print()
for i in range(1, 10, 2):       # 1 3 5 7 9
    print(i, end=" ")
print()
for i in range(5, 0, -1):       # 5 4 3 2 1（倒序）
    print(i, end=" ")

同时需要下标和元素：enumerate

fruits = ["苹果", "香蕉", "橙子"]

# 不推荐：手动维护下标
i = 0
for f in fruits:
    print(i, f)
    i += 1

# 推荐：enumerate 自动给出 (序号, 元素)，序号可指定起始值
for idx, f in enumerate(fruits, start=1):
    print(f"第{idx}个水果是{f}")

6break、continue、pass 与循环 else

# continue：只输出偶数
for i in range(1, 8):
    if i % 2 != 0:
        continue          # 奇数：跳过后面的 print
    print(i, end=" ")     # 2 4 6
print()

# break：找到第一个 7 的倍数即停止
for i in range(1, 100):
    if i % 7 == 0:
        print("找到：", i)
        break             # 7

# pass：还没想好函数/分支写什么，先占位防止语法错误
def todo():
    pass                  # TODO: 以后实现

if False:
    pass                  # 空分支
else:
    print("执行这里")

循环的 else 子句（Python 特色）

循环正常结束（没有被 break 打断）时执行 else 中的代码，常用于"查找"逻辑：

# 判断 n 是否为质数
n = 17
for i in range(2, int(n ** 0.5) + 1):
    if n % i == 0:
        print(n, "不是质数，因子", i)
        break
else:
    print(n, "是质数")     # 循环中从未 break → 完整跑完 → 进入 else

7嵌套循环：九九乘法表

# 外层控制行（被乘数），内层控制列（乘数）
for i in range(1, 10):
    for j in range(1, i + 1):
        print(f"{j}×{i}={i*j:<2d}", end="  ")
    print()                # 每行结束换行

1×1=1
1×2=2   2×2=4
1×3=3   2×3=6   3×3=9
...（共 9 行）

外层循环走 1 次，内层循环走 1 整轮。打印图形时通用套路："外层管行数，内层管每行内容，print() 换行"。

案例：打印直角三角形与求阶乘

# 星号三角形
for i in range(1, 6):
    print("*" * i)

# n 的阶乘 n! = 1×2×...×n
n, result = 5, 1
for i in range(1, n + 1):
    result *= i
print(result)             # 120

8推导式初步（第12章深入）

Python 提供了"边循环边构造列表"的简洁语法——列表推导式：

# 求 1~9 的平方
squares = [i ** 2 for i in range(1, 10)]
print(squares)            # [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

# 带条件筛选：只要偶数的平方
even_sq = [i ** 2 for i in range(1, 10) if i % 2 == 0]
print(even_sq)            # [4, 16, 36, 64]

# 等价的传统写法（4行 vs 推导式1行）
even_sq2 = []
for i in range(1, 10):
    if i % 2 == 0:
        even_sq2.append(i ** 2)

9综合案例

案例1：登录验证（最多 3 次机会）

PASSWORD = "123456"

for attempt in range(3, 0, -1):
    pwd = input(f"请输入密码（剩余{attempt}次）：")
    if pwd == PASSWORD:
        print("登录成功")
        break
    print("密码错误")
else:
    print("次数用完，账号锁定")

案例2：统计一组成绩的平均分与及格率

scores = [88, 45, 76, 92, 59, 100, 67]
total = passed = 0

for s in scores:
    total += s
    if s >= 60:
        passed += 1

print(f"平均分：{total / len(scores):.1f}")
print(f"及格率：{passed / len(scores) * 100:.0f}%")

平均分：75.3
及格率：71%

10本章小结与练习