条件判断

计算机之所以能做很多自动化的任务，因为它可以自己做条件判断。

比如，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：

age = 20

if age >= 18:

    print('your age is', age)

    print('adult')

根据Python的缩进规则，如果if语句判断是True，就把缩进的两行print语句执行了，否则，什么也不做。

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：

age = 3

if age >= 18:

    print('your age is', age)

    print('adult')

else:

    print('your age is', age)

    print('teenager')

注意不要少写了冒号:。

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：

age = 3

if age >= 18:

    print('adult')

elif age >= 6:

    print('teenager')

else:

    print('kid')

elif是else if的缩写，完全可以有多个elif，所以if语句的完整形式就是：

if <条件判断1>:

    <执行1>

elif <条件判断2>:

    <执行2>

elif <条件判断3>:

    <执行3>

else:

    <执行4>

if语句执行有个特点，它是从上往下判断，如果在某个判断上是True，把该判断对应的语句执行后，就忽略掉剩下的elif和else，所以，请测试并解释为什么下面的程序打印的是teenager：

age = 20

if age >= 6:

    print('teenager')

elif age >= 18:

    print('adult')

else:

    print('kid')

if判断条件还可以简写，比如写：

if x:

    print('True')

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。

再议 input

最后看一个有问题的条件判断。很多同学会用input()读取用户的输入，这样可以自己输入，程序运行得更有意思：

birth = input('birth: ')

if birth < 2000:

    print('00前')

else:

    print('00后')

输入1982，结果报错：

Traceback (most recent call last):

  File "<stdin>", line 1, in <module>

TypeError: unorderable types: str() > int()

这是因为input()返回的数据类型是str，str不能直接和整数比较，必须先把str转换成整数。Python提供了int()函数来完成这件事情：

s = input('birth: ')

birth = int(s)

if birth < 2000:

    print('00前')

else:

    print('00后')

再次运行，就可以得到正确地结果。但是，如果输入abc呢？又会得到一个错误信息：

Traceback (most recent call last):

  File "<stdin>", line 1, in <module>

ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'abc'

原来int()函数发现一个字符串并不是合法的数字时就会报错，程序就退出了。

如何检查并捕获程序运行期的错误呢？后面的错误和调试会讲到。

小结

条件判断可以让计算机自己做选择，Python的if...elif...else很灵活。

循环

要计算1+2+3，我们可以直接写表达式：

>>> 1 + 2 + 3

6

要计算1+2+3+...+10，勉强也能写出来。

但是，要计算1+2+3+...+10000，直接写表达式就不可能了。

为了让计算机能计算成千上万次的重复运算，我们就需要循环语句。

Python的循环有两种，一种是for...in循环，依次把list或tuple中的每个元素迭代出来，看例子：

names = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']

for name in names:

    print(name)

执行这段代码，会依次打印names的每一个元素：

Michael

Bob

Tracy

所以for x in ...循环就是把每个元素代入变量x，然后执行缩进块的语句。

再比如我们想计算1-10的整数之和，可以用一个sum变量做累加：

sum = 0

for x in [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]:

    sum = sum + x

print(sum)

如果要计算1-100的整数之和，从1写到100有点困难，幸好Python提供一个range()函数，可以生成一个整数序列，再通过list()函数可以转换为list。比如range(5)生成的序列是从0开始小于5的整数：

>>> list(range(5))

[0, 1, 2, 3, 4]

range(101)就可以生成0-100的整数序列，计算如下：

sum = 0

for x in range(101):

    sum = sum + x

print(sum)

请自行运行上述代码，看看结果是不是当年高斯同学心算出的5050。

第二种循环是while循环，只要条件满足，就不断循环，条件不满足时退出循环。比如我们要计算100以内所有奇数之和，可以用while循环实现：

sum = 0

n = 99

while n > 0:

    sum = sum + n

    n = n - 2

print(sum)

在循环内部变量n不断自减，直到变为-1时，不再满足while条件，循环退出。

break

在循环中，break语句可以提前退出循环。例如，本来要循环打印1～100的数字：

n = 1

while n <= 100:

    print(n)

    n = n + 1

print('END')

上面的代码可以打印出1~100。

如果要提前结束循环，可以用break语句：

n = 1

while n <= 100:

    if n > 10: # 当n = 11时，条件满足，执行break语句

        break # break语句会结束当前循环

    print(n)

    n = n + 1

print('END')

执行上面的代码可以看到，打印出1~10后，紧接着打印END，程序结束。

可见break的作用是提前结束循环。

continue

在循环过程中，也可以通过continue语句，跳过当前的这次循环，直接开始下一次循环。

n = 0

while n < 10:

    n = n + 1

    print(n)

上面的程序可以打印出1～10。但是，如果我们想只打印奇数，可以用continue语句跳过某些循环：

n = 0

while n < 10:

    n = n + 1

    if n % 2 == 0: # 如果n是偶数，执行continue语句

        continue # continue语句会直接继续下一轮循环，后续的print()语句不会执行

    print(n)

执行上面的代码可以看到，打印的不再是1～10，而是1，3，5，7，9。

可见continue的作用是提前结束本轮循环，并直接开始下一轮循环。

小结

循环是让计算机做重复任务的有效的方法。

break语句可以在循环过程中直接退出循环，而continue语句可以提前结束本轮循环，并直接开始下一轮循环。这两个语句通常都必须配合if语句使用。

要特别注意，不要滥用break和continue语句。break和continue会造成代码执行逻辑分叉过多，容易出错。大多数循环并不需要用到break和continue语句，上面的两个例子，都可以通过改写循环条件或者修改循环逻辑，去掉break和continue语句。

有些时候，如果代码写得有问题，会让程序陷入“死循环”，也就是永远循环下去。这时可以用Ctrl+C退出程序，或者强制结束Python进程。

请试写一个死循环程序。haha