Python 基础三之条件语句和循环

今天学习Python 的条件语句与循环。

一、条件语句

If 语句

if 语句是是一种条件语句，根据条件为 true 还是 false 运行或执行相关代码。下面是一个简单的示例：

if phone_balance < 5:
    phone_balance += 10
    bank_balance -= 10

我们来详细讲解下每部分。

• 1、if 语句以关键字 if 开始，然后是要检查的条件，在此例中是 phone_balance < 5，接着是英文冒号。条件用布尔表达式指定，结果为 True 或 False。
• 2、这行之后是一个条件为 true 时将执行的缩进代码块。在此例中，仅在 phone_balance 小于 5 时才执行使 phone_balance 递增和使 bank_balance 递减的行。如果不小于 5，这个 if 块中的代码将被跳过。

If、Elif、Else

除了 if 条件之外，if 语句经常还会使用另外两个可选条件。例如：

if season == 'spring':
    print('plant the garden!')
elif season == 'summer':
    print('water the garden!')
elif season == 'fall':
    print('harvest the garden!')
elif season == 'winter':
    print('stay indoors!')
else:
    print('unrecognized season')

缩进

As you have just seen, indentation is important. 正如上个例子中看到的，缩进很重要。

一些其他语言使用花括号来表示代码块从哪开始，从哪结束。在 Python 中，我们使用缩进来封装代码块。例如，if语句使用缩进告诉 Python 哪些代码位于不同条件语句里面，哪些代码位于外面。

在 Python 中，缩进通常是四个空格一组。请严格遵守该惯例，因为更改缩进会完全更改代码的含义。如果你是 Python 程序员团队的成员，则所有人都必须遵守相同的缩进惯例！

#First Example - try changing the value of phone_balance
phone_balance = 10
bank_balance = 50

if phone_balance < 10:
    phone_balance += 10
    bank_balance -= 10

print(phone_balance)
print(bank_balance)

#Second Example - try changing the value of number

number = 145
if number % 2 == 0:
    print("Number " + str(number) + " is even.")
else:
    print("Number " + str(number) + " is odd.")

#Third Example - try to change the value of age
age = 35

多个条件判断

由于 python 并不支持 switch 语句，所以多个条件判断，只能用 elif 来实现，如果判断需要多个条件需同时判断时，可以使用 or （或），表示两个条件有一个成立时判断条件成功；使用 and （与）时，表示只有两个条件同时成立的情况下，判断条件才成功。

注意下面这种写法在Python中是错误的,并且不能用 && 只能用 and

# write your if statement here
if points >= 1 && points <= 50:
    result = "Congratulations! You won a wooden rabbit!"

正确的：

# write your if statement here
if points >= 1 and points <= 50:
    result = "Congratulations! You won a wooden rabbit!"

示例：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

# 例3：if语句多个条件

num = 9
if num >= 0 and num <= 10:    # 判断值是否在0~10之间
    print 'hello'
# 输出结果: hello

num = 10
if num < 0 or num > 10:    # 判断值是否在小于0或大于10
    print 'hello'
else:
    print 'undefine'
# 输出结果: undefine

num = 8
# 判断值是否在0~5或者10~15之间
if (num >= 0 and num <= 5) or (num >= 10 and num <= 15):    
    print 'hello'
else:
    print 'undefine'
# 输出结果: undefine

条件布尔表达式

If 语句有时候会使用更加复杂的条件布尔表达式。可能包括多个比较运算符、逻辑运算符，甚至包括算式。例如：

if 18.5 <= weight / height**2 < 25:
    print("BMI is considered 'normal'")

if is_raining and is_sunny:
    print("Is there a rainbow?")

if (not unsubscribed) and (location == "USA" or location == "CAN"):
    print("send email")

对于非常复杂的条件，你可能需要结合使用 and、or 和 not。使用括号可以使运算符组合更清晰。

无论是简单还是复杂的条件，if 语句中的条件都必须是结果为 True 或 False 的布尔表达式，该值决定了 if 语句中的缩进代码块是否执行。

真假值测试

如果我们在if 语句中使用非布尔对象代替布尔表达式，Python 将检查其真假值，判断是否运行缩进代码。默认情况下，Python 中对象的真假值被视为 True，除非在文档中被指定为 False。

以下是在 Python 中被视为 False 的大多数内置对象：

• 定义为 false 的常量：None 和 False
• 任何数字类型的零：0、0.0、0j、Decimal(0)、Fraction(0, 1)
• 空序列和空集合：””、()、[]、{}、set()、range(0)

示例：

errors = 3
if errors:
    print("You have {} errors to fix!".format(errors))
else:
    print("No errors to fix!")

在上述代码中，errors 的真假值为 True，因为它是非零数字，因此输出了错误消息。这是一个编写 if 语句的简练方式。

示例：

我们首先设置prize = None，如果得分能够获得奖品，则更新 prize。然后如果有奖品的话，使用 prize 的真假值输出消息，如果没有奖品，则输出另一条消息。

prize = None
if points <= 50:
    prize = "a wooden rabbit"
elif 151 <= points <= 180:
    prize = "a wafer-thin mint"
elif points >= 181:
    prize = "a penguin"

if prize:
    result = "Congratulations! You won " + prize + "!"
else:
    result = "Oh dear, no prize this time."

print(result)

For循环

Python 有两种类型的循环：for 循环和 while 循环。for循环用来遍历可迭代对象。

可迭代对象是每次可以返回其中一个元素的对象，包括字符串、列表和元组等序列类型，以及字典和文件等非序列类型。你还可以使用迭代器和生成器定义可迭代对象，我们将在这门课程的稍后阶段详细了解迭代器和生成器。

我们来了解下 for 循环的各个组成部分。请看下面的示例：

# iterable of cities
cities = ['new york city', 'mountain view', 'chicago', 'los angeles']

# for loop that iterates over the cities list
for city in cities:
    print(city.title())

For 循环的组成部分

• 1、循环的第一行以关键字 for 开始，表示这是一个 for 循环
• 2、然后是 iteration_variable in iterable，表示正在被遍历的是可迭代的对象，并且用迭代变量表示当前正在被处理的可迭代对象的元素。在此示例中，迭代变量 city 在第一次迭代时将是“new york city”，在第二次迭代时将是“mountain view。
• 3、for 循环头部始终以英文冒号 : 结束。
• 4、for循环头部之后的是在此 for 循环的每次迭代时运行的缩进代码块。在此块中，我们可以使用迭代变量访问当前正在被处理的元素的值。

• 你可以随意命名迭代变量。常见模式是为迭代变量和可迭代对象指定相同的名称，但是分别使用单复数形式（例如 'city' 和 'cities）

创建和修改列表

除了从列表中提取信息之外，你还可以使用 for 循环创建和修改列表。你可以在 for 循环的每次迭代时向新列表中添加元素，创建一个列表。如下所示。

# Creating a new list
cities = ['new york city', 'mountain view', 'chicago', 'los angeles']
capitalized_cities = []

for city in cities:
    capitalized_cities.append(city.title())

range

修改列表稍微复杂些，需要使用新的函数：range()。

range()是一个内置函数，用于创建不可变的数字序列。它有三个参数，必须都为整数。

range(start=0, stop, step=1)

Start是该序列的第一个数字，stop比该序列的最后一个数字大 1，step是该序列中每个数字之间的差。如果未指定的话，start默认为 0，step 默认为 1（即上述 =0和 =1）。

• 如果你在 range() 的括号里指定一个参数，它将用作 'stop' 的值，另外两个参数使用默认值。
  E.g.list(range(4)) 返回 [0, 1, 2, 3]
• 如果你在 range()的括号里指定两个参数，它们将用作 'start' 和 'stop' 的值，'step' 将使用默认值。 E.g. list(range(2, 6))返回[2, 3, 4, 5]
• 或者你可以为三个参数 'start、stop' 和 'step' 均指定一个值。 E.g. list(range(1, 10, 2)) 返回 [1, 3, 5, 7, 9]

cities = ['new york city', 'mountain view', 'chicago', 'los angeles']

for index in range(len(cities)):
    cities[index] = cities[index].title()

虽然修改列表是 range 函数的一个用途，但是并非只有这一个用途。你将经常使用 range 和 for 循环重复某个操作一定的次数。

for i in range(3):
    print("Hello!")

练习

创建用户名

写一个遍历 names 列表以创建 usernames 列表的 for 循环。要为每个姓名创建用户名，使姓名全小写并用下划线代替空格。对以下列表运行 for 循环：

names = ["Joey Tribbiani", "Monica Geller", "Chandler Bing", "Phoebe Buffay"]

应该会创建列表：

usernames = ["joey_tribbiani", "monica_geller", "chandler_bing", "phoebe_buffay"]

结果：

names = ["Joey Tribbiani", "Monica Geller", "Chandler Bing", "Phoebe Buffay"]
usernames = []

# write your for loop here
for name in names:
    new_name = name.lower()
    last_name = new_name.replace(" ", "_")
    usernames.append(last_name)
print(usernames)

直接写：

names = ["Joey Tribbiani", "Monica Geller", "Chandler Bing", "Phoebe Buffay"]
usernames = []

for name in names:
    usernames.append(name.lower().replace(" ", "_"))

print(usernames)

另一种range简洁写法：

usernames = ["Joey Tribbiani", "Monica Geller", "Chandler Bing", "Phoebe Buffay"]

# write your for loop here
for index in range(len(usernames)):
    usernames[index] = usernames[index].lower().replace(" ", "_")

print(usernames)

打印：

['joey_tribbiani', 'monica_geller', 'chandler_bing', 'phoebe_buffay']

练习二：
写一个 for 循环，用于遍历字符串列表 tokens 并数一下有多少个 XML 标记。XML 是一种类似于 HTML 的数据语言。如果某个字符串以左尖括号“<”开始并以右尖括号“>”结束，则是 XML 标记。使用 count 记录这种标记的数量。

你可以假设该字符串列表不包含空字符串。

tokens = ['<greeting>', 'Hello World!', '</greeting>']
count = 0

# write your for loop here
for token in tokens:
    if token.count('<'):
        count += 1

print(count)

严谨写法：

tokens = ['<greeting>', 'Hello World!', '</greeting>']

count = 0
for token in tokens:
    if token[0] == '<' and token[-1] == '>':
        count += 1

print(count)

为者常成，行者常至