条件分支与循环控制 | Python 官方教程

认识流程控制（Control Flow）

在真实的软件系统中，程序不能只是一条道走到黑，它必须具备“思考与判断”的能力（遇到不同条件走不同路径），以及“高效重复执行”的能力（批量遍历海量数据）。Python 提供了直观且功能完备的流程控制工具集。

1. if 语句：条件分支

最基础的决策工具是 if 语句：

x = int(input("Please enter an integer: "))

if x < 0:
    x = 0
    print('Negative changed to zero')
elif x == 0:
    print('Zero')
elif x == 1:
    print('Single')
else:
    print('More')

核心要素：

if：检查第一个条件；
elif：是 “else if” 的缩写，可有零个或多个，用于避免过深的多层嵌套缩进；
else：可选的兜底分支，在前面所有条件都不满足时执行；
强制缩进规则：每一个分支判断行必须以英文冒号 : 结尾；冒号下方属于该分支的代码块必须统一向右缩进（官方标准是 4 个空格）。缩进对齐的代码属于同一个逻辑块，不再需要其他语言中的大括号 {}。

2. for 语句：原生序列遍历

Python 的 for 语句与 C 或 Java 等语言非常不同。它不依赖手工维护的下标递增计数器，而是直接在列表、字符串等任意序列的元素上迭代，按照它们在序列中出现的顺序依次取出：

官方教程展示了度量一组单词长度的经典例子：

# 度量一些字符串：
words = ['cat', 'window', 'defenestrate']

for w in words:
    print(w, len(w))

输出：

cat 3
window 6
defenestrate 12

注意：在迭代遍历某个集合的同时，如果还要直接从该集合中删除或添加元素，极易引发难以排查的逻辑错误。官方教程推荐的最佳实践是：迭代该集合的一个副本（如 users.copy()），或者在循环中将结果收集到一个全新集合中。

3. range() 函数：算术序列生成器

如果你需要遍历一个数字序列，或者固定重复执行某段操作多次，内置的 range() 函数是最佳利器：

for i in range(5):
    print(i)

输出：

range() 的核心规则：

左闭右开：生成的序列绝不会包括给定的终止值，range(10) 生成从 0 到 9 共 10 个整数，恰好对应长度为 10 的列表的所有合法索引；
灵活参数：
- 指定起点和终点：list(range(5, 10)) 得到 [5, 6, 7, 8, 9]；
- 指定步长（递增或负数递减）：list(range(0, 10, 3)) 得到 [0, 3, 6, 9]，list(range(-10, -100, -30)) 得到 [-10, -40, -70]；

配合 len() 迭代序列下标：

a = ['Mary', 'had', 'a', 'little', 'lamb']
for i in range(len(a)):
    print(i, a[i])

可迭代对象（iterable）特性：直接打印 range(10) 并不会显示一个大列表，而是一个 range(0, 10) 对象。它只在被循环遍历时才会按需逐个产生条目，这种节省内存的对象被称为可迭代对象（iterable）。像 sum(range(4)) 这样接受可迭代对象的内置函数可以直接对其求和得到 6。

4. break 与 continue 语句

在循环运行途中，我们可以改变执行流程：

break：立刻跳出最近的一层 for 或 while 循环；
continue：跳过当前这一轮迭代的剩余语句，直接开始下一轮循环。

5. 循环的 else 子句

Python 的循环带有一个非常独特且实用的设计——循环可以带 else 子句！

for n in range(2, 10):
    for x in range(2, n):
        if n % x == 0:
            print(n, 'equals', x, '*', n//x)
            break
    else:
        # 内部循环遍历完毕，未曾遭遇 break
        print(n, 'is a prime number')

理解关键：循环的 else 子句只有在整个循环正常执行完毕且未被 break 打断时才会执行。如果循环中途触发了 break，else 就会被直接跳过。它常用于在遍历搜索数据时执行“未找到”的兜底逻辑。

6. pass 语句

pass 语句不执行任何动作。在语法上需要一条语句，但程序暂时不需要执行任何操作时，可以用它作为占位符：

while True:
    pass  # 无限循环，等待键盘中断 Ctrl+C

7. match 语句：模式匹配初探

Python 3.10 引入了现代模式匹配 match 语句。它不仅可以替代传统的 switch/case，还能解构解包数据：

def http_error(status):
    match status:
        case 400:
            return "Bad request"
        case 404:
            return "Not found"
        case 418:
            return "I'm a teapot"
        case _:
            # 单下划线 _ 是通配符，必定匹配成功
            return "Something's wrong with the internet"

你可以使用 | 将多个字面值组合在一起（如 case 401 | 403 | 404:），还可以匹配元组或类的属性。

掌握了条件与循环，我们已经能够控制复杂的执行逻辑。下一关，我们将学习如何将一段逻辑封装为可重复调用的自定义函数！

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