控制流

在到目前为止我们所见到的程序中，总是有一系列的语句，Python忠实地按照它们的顺序执行它们。如果你想要改变语句流的执行顺序，该怎么办呢？例如，你想要让程序做一些决定，根据不同的情况做不同的事情，例如根据时间打印“早上好”或者“晚上好”。

你可能已经猜到了，这是通过控制流语句实现的。在Python中有三种控制流语句——if、for和while。

1. 顺序结构

顺序结构就是一个指令接着一个指令执行。比如：

   1 import math
   2 radius = 5
   3 area = math.pi * (radius ** 2)
   4 print area

2. 分支结构

程序有多个流向可供选择时，就出现了分支结构，选择哪个流向继续执行取决于测试条件是否为真。Python用if语句来实现分支结构。if语句用来检验一个条件， 如果条件为真，我们运行一块语句（称为 if-块 ）， 否则我们处理另外一块语句（称为 else-块 ）。 else 从句是可选的。

   1 #!/usr/bin/python
   2 
   3 number = 23
   4 guess = int(raw_input('Enter an integer : '))
   5 
   6 if guess == number:
   7     print 'Congratulations, you guessed it.' # New block starts here
   8     print "(but you do not win any prizes!)" # New block ends here
   9 elif guess < number:
  10     print 'No, it is a little higher than that' # Another block
  11     # You can do whatever you want in a block ...
  12 else:
  13     print 'No, it is a little lower than that'
  14     # you must have guess > number to reach here
  15 
  16 print 'Done'
  17 # This last statement is always executed, after the if statement is executed

输出

Enter an integer : 50
No, it is a little lower than that
Done

Enter an integer : 22
No, it is a little higher than that
Done

Enter an integer : 23
Congratulations, you guessed it.
(but you do not win any prizes!)
Done 

在这个程序中，我们从用户处得到猜测的数，然后检验这个数是否是我们手中的那个。我们把变量number设置为我们想要的任何整数，在这个例子中是23。然后，我们使用raw_input()函数取得用户猜测的数字。函数只是重用的程序段。我们将在下一章学习更多关于函数的知识。

我们为内建的raw_input函数提供一个字符串，这个字符串被打印在屏幕上，然后等待用户的输入。一旦我们输入一些东西，然后按回车键之后，函数返回输入。对于raw_input函数来说是一个字符串。我们通过int把这个字符串转换为整数，并把它存储在变量guess中。事实上，int是一个类，不过你想在对它所需了解的只是它把一个字符串转换为一个整数（假设这个字符串含有一个有效的整数文本信息）。

接下来，我们将用户的猜测与我们选择的数做比较。如果他们相等，我们打印一个成功的消息。注意我们使用了缩进层次来告诉Python每个语句分别属于哪一个块。这就是为什么缩进在Python如此重要的原因。我希望你能够坚持“每个缩进层一个制表符”的规则。你是这样的吗？

注意if语句在结尾处包含一个冒号——我们通过它告诉Python下面跟着一个语句块。

然后，我们检验猜测是否小于我们的数，如果是这样的，我们告诉用户它的猜测大了一点。我们在这里使用的是elif从句，它事实上把两个相关联的if else-if else语句合并为一个if-elif-else语句。这使得程序更加简单，并且减少了所需的缩进数量。

elif和else从句都必须在逻辑行结尾处有一个冒号，下面跟着一个相应的语句块（当然还包括正确的缩进）。

你也可以在一个if块中使用另外一个if语句，等等——这被称为嵌套的if语句。

记住，elif和else部分是可选的。一个最简单的有效if语句是：

   1 if True:
   2     print 'Yes, it is true'

在Python执行完一个完整的if语句以及与它相关联的elif和else从句之后，它移向if语句块的下一个语句。在这个例子中，这个语句块是主块。程序从主块开始执行，而下一个语句是print 'Done'语句。在这之后，Python看到程序的结尾，简单的结束运行。

尽管这是一个非常简单的程序，但是我已经在这个简单的程序中指出了许多你应该注意的地方。所有这些都是十分直接了当的（对于那些拥有C/C++背景的用户来说是尤为简单的）。它们在开始时会引起你的注意，但是以后你会对它们感到熟悉、“自然”。

给C/C++程序员的注释
在Python中没有switch语句。你可以使用if..elif..else语句来完成同样的工作（在某些场合，使用字典会更加快捷。） 

如果你的语句块只包含一句语句，那么你可以在条件语句的同一行指明它。下面这个例子清晰地说明了这一点：

>>> flag = True
>>> if flag: print 'Yes'
...
Yes

就如你所看见的，单个语句被直接使用而不是作为一个独立的块使用。虽然这样做可以使你的程序变得 小一些 ，但是除了检验错误之外我强烈建议你不要使用这种缩略方法。不使用它的一个主要的理由是一旦你使用了恰当的缩进，你就可以很方便地添加一个额外的语句。

3. 循环结构

循环结构是指多次执行一个语句序列。python中最简单的循环结构是用while语句。只要在一个条件为真的情况下，while语句允许你重复执行一块语句。while语句是所谓 循环 语句的一个例子。while语句有一个可选的else从句。

   1 #!/usr/bin/python
   2 
   3 number = 23
   4 running = True
   5 
   6 while running:
   7     guess = int(raw_input('Enter an integer : '))
   8 
   9     if guess == number:
  10         print 'Congratulations, you guessed it.'
  11         running = False # this causes the while loop to stop
  12     elif guess < number:
  13         print 'No, it is a little higher than that'
  14     else:
  15         print 'No, it is a little lower than that'
  16 else:
  17     print 'The while loop is over.'
  18     # Do anything else you want to do here
  19 
  20 print 'Done' 

输出

Enter an integer : 50
No, it is a little lower than that.
Enter an integer : 22
No, it is a little higher than that.
Enter an integer : 23
Congratulations, you guessed it.
The while loop is over.
Done

在这个程序中，我们仍然使用了猜数游戏作为例子，但是这个例子的优势在于用户可以不断的猜数，直到他猜对为止——这样就不需要像前面那个例子那样为每次猜测重复执行一遍程序。这个例子恰当地说明了while语句的使用。

我们把raw_input和if语句移到了while循环内，并且在while循环开始前把running变量设置为True。首先，我们检验变量running是否为True，然后执行后面的 while-块 。在执行了这块程序之后，再次检验条件，在这个例子中，条件是running变量。如果它是真的，我们再次执行while-块，否则，我们继续执行可选的else-块，并接着执行下一个语句。

当while循环条件变为False的时候，else块才被执行——这甚至也可能是在条件第一次被检验的时候。如果while循环有一个else从句，它将始终被执行，除非你的while循环将永远循环下去不会结束！

True和False被称为布尔类型。你可以分别把它们等效地理解为值1和0。在检验重要条件的时候，布尔类型十分重要，它们并不是真实的值1。

记住，else部分是可选的。如果包含else，它总是在while循环结束后执行一次，除非遇到break语句。

给C/C++程序员的注释
记住，你可以在while循环中使用一个else从句。  

for..in是另外一种循环语句，它在一序列的对象上 递归 即逐一使用队列中的每个项目。比如

   1 #!/usr/bin/python
   2 
   3 for i in range(1, 5):
   4     print i
   5 else:
   6     print 'The for loop is over'

输出

1
2
3
4
The for loop is over

在这个程序中，我们打印了一个 序列 的数。我们使用内建的range函数生成这个数的序列。

我们所做的只是提供两个数，range返回一个序列的数。这个序列从第一个数开始到第二个数为止。例如，range(1,5)给出序列[1, 2, 3, 4]。默认地，range的步长为1。如果我们为range提供第三个数，那么它将成为步长。例如，range(1,5,2)给出[1,3]。记住，range 向上 延伸到第二个数，即它不包含第二个数。

for循环在这个范围内递归——for i in range(1,5)等价于for i in [1, 2, 3, 4]，这就如同把序列中的每个数（或对象）赋值给i，一次一个，然后以每个i的值执行这个程序块。在这个例子中，我们只是打印i的值。

记住，else部分是可选的。如果包含else，它总是在for循环结束后执行一次，除非遇到break语句。

记住，for..in循环对于任何序列都适用。这里我们使用的是一个由内建range函数生成的数的列表，但是广义说来我们可以使用任何种类的由任何对象组成的序列！我们会在后面的章节中详细探索这个观点。

给C/C++/Java/C#程序员的注释
Python的for循环从根本上不同于C/C++的for循环。C#程序员会注意到Python的for循环与C#中的foreach循环十分类似。Java程序员会注意到它与Java 1.5中的for (int i : IntArray)相似。
在C/C++中，如果你想要写for (int i = 0; i < 5; i++)，那么用Python，你写成for i in range(0,5)。你会注意到，Python的for循环更加简单、明白、不易出错。 

在循环中，可以使用break语句来 终止 循环语句的，即哪怕循环条件没有称为False或序列还没有被完全递归，也停止执行循环语句。

一个重要的注释是，如果你从for或while循环中 break ，任何对应的循环else块将不执行。

   1 #!/usr/bin/python
   2 
   3 while True:
   4     s = raw_input('Enter something : ')
   5     if s == 'quit':
   6         break
   7     print 'Length of the string is', len(s)
   8 print 'Done' 

输出

Enter something : Programming is fun
Length of the string is 18
Enter something : When the work is done
Length of the string is 21
Enter something : if you wanna make your work also fun:
Length of the string is 37
Enter something :       use Python!
Length of the string is 12
Enter something : quit
Done

在这个程序中，我们反复地取得用户地输入，然后打印每次输入地长度。我们提供了一个特别的条件来停止程序，即检验用户的输入是否是'quit'。通过 终止 循环到达程序结尾来停止程序。

输入字符串的长度通过内建的len函数取得。

记住，break语句也可以在for循环中使用。

在循环中，还可以用continue语句来告诉Python跳过当前循环块中的剩余语句，然后 继续 进行下一轮循环。比如：

   1 #!/usr/bin/python
   2 
   3 while True:
   4     s = raw_input('Enter something : ')
   5     if s == 'quit':
   6         break
   7     if len(s) < 3:
   8         continue
   9     print 'Input is of sufficient length'
  10     # Do other kinds of processing here...

输出

Enter something : a
Enter something : 12
Enter something : abc
Input is of sufficient length
Enter something : quit

在这个程序中，我们从用户处取得输入，但是我们仅仅当它们有至少3个字符长的时候才处理它们。所以，我们使用内建的len函数来取得长度。如果长度小于3，我们将使用continue语句忽略块中的剩余的语句。否则，这个循环中的剩余语句将被执行，我们可以在这里做我们希望的任何处理。

注意，continue语句对于for循环也有效。

end