30天学会Python编程：5. Python流程控制

5.1 流程控制概述

5.1.1 控制结构分类

Python流程控制主要分为三种基本结构：

5.1.2 控制结构基本概念

表5-1 流程控制基本概念

概念	描述	对应关键字
条件执行	根据条件选择执行路径	if, elif, else
循环	重复执行代码块	while, for
循环控制	改变循环正常流程	break, continue
异常处理	处理程序运行时错误	try, except, finally

5.2 条件语句(if)

5.2.1 if语句基本结构

语法原型：

if condition1:
    # 代码块1
elif condition2:
    # 代码块2
else:
    # 代码块3

执行流程图：

5.2.2 条件表达式

三元运算符形式：

value = true_value if condition else false_value

应用示例：

age = 20
status = '成年' if age >= 18 else '未成年'
print(f'年龄{age}：{status}')

5.2.3 条件判断技巧

多条件组合：

# 检查分数等级
score = 85
if 90 <= score <= 100:
    grade = 'A'
elif 80 <= score < 90:
    grade = 'B'
else:
    grade = 'C'

使用any()/all()：

conditions = [False, True, True]
if any(conditions):  # 任意为真
    print('至少一个条件满足')
if all(conditions):  # 全部为真
    print('所有条件都满足')

5.3 循环结构

5.3.1 while循环

语法原型：

while condition:
    # 循环体
else:
    # 正常结束循环时执行（非break退出）

典型应用：

# 猜数字游戏
import random
target = random.randint(1, 100)
count = 0

while True:
    guess = int(input('猜数字(1-100): '))
    count += 1
    if guess == target:
        print(f'恭喜！猜了{count}次')
        break
    elif guess < target:
        print('猜小了')
    else:
        print('猜大了')

5.3.2 for循环

语法原型：

for item in iterable:
    # 循环体
else:
    # 正常结束循环时执行

迭代对象示例：

# 遍历字符串
for char in 'Python':
    print(char, end=' ')
# 输出：P y t h o n

# 遍历字典
person = {'name': 'Alice', 'age': 25}
for key, value in person.items():
    print(f'{key}: {value}')

5.3.3 range对象

创建数值序列：

range(start, stop, step)

实际应用：

# 生成1-10的平方列表
squares = [x**2 for x in range(1, 11)]

# 反向遍历
for i in range(10, 0, -1):
    print(i, end=' ')
# 输出：10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

5.4 循环控制语句

5.4.1 break与continue

功能对比：

实际应用：

# 查找第一个3的倍数
numbers = [1, 5, 9, 2, 6, 4]
for num in numbers:
    if num % 3 == 0:
        print(f'找到第一个3的倍数: {num}')
        break

# 跳过奇数打印偶数
for i in range(10):
    if i % 2 != 0:
        continue
    print(i, end=' ')
# 输出：0 2 4 6 8

5.4.2 else子句

循环else特性：

当循环没有被break中断时执行
适用于搜索场景

典型应用：

# 检查质数
n = 13
for i in range(2, int(n**0.5)+1):
    if n % i == 0:
        print(f'{n}不是质数')
        break
else:
    print(f'{n}是质数')

5.5 异常处理

5.5.1 try-except结构

基本语法：

try:
    # 可能出错的代码
except ExceptionType as e:
    # 异常处理
else:
    # 无异常时执行
finally:
    # 无论是否异常都执行

异常处理流程：

5.5.2 常见异常类型

表5-2 Python常见异常类型

异常类型	触发场景	示例
ValueError	值错误	int('abc')
TypeError	类型错误	'a' + 1
IndexError	索引越界	[1,2][3]
KeyError	键不存在	{}['key']
ZeroDivisionError	除零错误	1/0
FileNotFoundError	文件未找到	open('nonexist.txt')

5.5.3 自定义异常

class MyError(Exception):
    '''自定义异常类'''
    def __init__(self, message):
        self.message = message

try:
    raise MyError('发生自定义错误')
except MyError as e:
    print(f'捕获到自定义异常: {e.message}')

5.6 综合应用

案例1：成绩评级系统

def grade_system():
    '''根据分数自动评级'''
    while True:
        try:
            score = float(input('请输入成绩(0-100,q退出): '))
            if not 0 <= score <= 100:
                raise ValueError('成绩超出范围')
            
            if score >= 90:
                grade = 'A'
            elif score >= 80:
                grade = 'B'
            elif score >= 70:
                grade = 'C'
            elif score >= 60:
                grade = 'D'
            else:
                grade = 'F'
            
            print(f'成绩评级: {grade}')
        
        except ValueError as e:
            if str(score).lower() == 'q':
                print('退出系统')
                break
            print(f'输入错误: {e}')
        except Exception as e:
            print(f'发生未知错误: {e}')

if __name__ == '__main__':
    grade_system()

案例2：素数生成器

def is_prime(n):
    '''判断是否为素数'''
    if n < 2:
        return False
    for i in range(2, int(n**0.5)+1):
        if n % i == 0:
            return False
    return True

def prime_generator(limit):
    '''生成素数序列'''
    count = 0
    num = 2
    while count < limit:
        if is_prime(num):
            yield num
            count += 1
        num += 1

# 使用示例
print('前10个素数:')
for prime in prime_generator(10):
    print(prime, end=' ')
# 输出：2 3 5 7 11 13 17 19 23 29

5.7 学习路线图

5.8 学习总结

核心要点：
掌握条件判断的各种形式
理解while和for循环的应用场景
熟练使用循环控制语句
正确处理程序异常
实践建议：
避免过深的嵌套结构
循环中使用else处理正常结束情况
异常处理要具体化（避免裸except）
使用生成器优化内存消耗
进阶方向：
上下文管理器(with语句)
协程与异步编程
迭代器协议实现
异常链与异常包装
常见陷阱：
混淆赋值(=)和相等(==)
循环中修改迭代对象
异常处理掩盖真实错误
死循环问题(while True无退出条件)

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